基于酿酒酵母原始株与乙醇适应株间的差异分析乙醇耐受性机制

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：墨垒盘鲴日期：2垒!生：墨：五关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化j一[火学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期问论文二【：作的矢“识产权单位属北京化二[大学。学校有权保留并向幽家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允即学位论文

2、被硷阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，

3、二1~J‘以允沟：采川影印、缩印或其它复制于段保存、il-=编学位论文。口论文暂小公丌(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)7＆；176I．在年解密后适，tJ本授权书。口非暂彳<公丌(或保密)论文i丰释：本学位论文不属于暂彳、=公开(或保密)范围，适J1j本授权书。作者签名：导师签名：墨拯盘豳虐蝴、日期：2Qf竖。』：￡日期：2Ql竖!￡：(学位论文数据集中图分类号Q93学科分类号530．67论文编号1001020141153密级学位授予单位代码100lo学位授予单位名称北京化工大学作者姓名张淑娴学号20

4、11201153获学位专业名称化学工程与技术获学位专业代码081703课题来源国家自然科学基金研究方向微生物学论文题目基于酿酒酵母原始株与乙醇适应株间的差异分析乙醇耐受性机制关键词酿酒酵母，乙醇耐受性，基因表达量，膜脂成分，代谢组学论文答辩日期2014．5．25·论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师李灏副教授北京化工大学代谢组学、微生物学评阅人1郑国钧教授北京化工大学制药工程评阅人2陈光副教授北京化工大学药物化学评阅人3评阅入4评阅人5徽员会拂答辩委员1答辩委员2答辩委员3答辩委员4答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应

5、用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745-9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要基于酿酒酵母原始株与乙醇适应株间的差异分析乙醇耐受性机制能源危机和环境问题的广泛关注促进了人们对替代性可再生能源的需求。生物乙醇作为一种清洁可再生的生物燃料，是传统化石燃料的替代品，利于缓解环境污染和能源危机问题。目前，发酵法是广泛应用的生产生物乙醇的方法，酿酒酵母是工业乙醇生产中应用最广的微生物。但是在发酵过程中，酿酒酵母细胞会受到众多环境因素的胁迫，例如高

6、温、氧化和乙醇积累等，这些胁迫影响细胞活性和最终的乙醇产量甚至能导致细胞死亡。在众多胁迫因素中，发酵产物乙醇的积累对于发酵的完整性以及乙醇产量是最主要的障碍。为应对各种环境胁迫，酿酒酵母已经进化了一系列应对环境变化的应对机制。理解酿酒酵母在乙醇存在条件下，特别是在高浓度乙醇存在条件下的耐受性，对于建立高产乙醇菌株具有重要意义。本课题选择原始菌株、耐受5％乙醇浓度的菌株和耐受10％乙醇浓度的菌株作为研究对象，从乙醇代谢相关途经、膜脂及相关成分与耐受性的相关性以及胞内代谢物的代谢组学分析三个方面阐述酿酒酵母乙醇适应株的耐乙醇机制。T北京化工大学硕士学位论文与原始菌株相比，

7、乙醇适应株在生长速率、存活率以及乙醇产量方面具有明显的优势，表现出比较优良的生长特性。分析21个与乙醇代谢途经相关的基因的表达量，乙醇适应株的糖酵解途经增强，发酵特性增加；三羧酸循环途经增强，产能较高，能满足糖酵解途经增强能耗增加的需求，符合乙醇耐受性高的特性。乙醇适应株在10％乙醇浓度下，具有较高的麦角固醇、海藻糖和脂肪酸产量，表明在乙醇胁迫下乙醇适应株的细胞膜及相关成分的改变，从而引起细胞膜流动性的改变，来抵抗乙醇的胁迫作用。在10％乙醇浓度下，乙醇适应株具有较低的细胞破碎率，表明具有较高的细胞完整性，细胞膜对10％乙醇耐受性强于原始菌株。对酵母菌的胞内代谢产物进

8、行代谢组学分析，比较7个对比组的具有显著差异的代谢物，结果表明与原始菌株相比，乙醇适应株胞内酸类代谢物具有明显差异。除了酸类成分差异明显之外，在乙醇存在的条件下，具有更高耐受性的菌株胞内糖类代谢物的差异似乎更加明显。这表明，乙醇的胁迫会影响酿酒酵母细胞内酸类成分的代谢机制，高浓度的乙醇会对糖类成分的代谢机制有一定的影响。关键词：酿酒酵母，乙醇耐受性，基因表达量，膜脂成分，代谢组学ⅡAbstractANALYSIST‘HEMECHANISMOFETHANOLTOLERANCEBASEDONTHEDIFFERENCESOFPARENTALSTRAINAN