酿酒酵母是食品和饮料行业,以及最近生物燃料工业大规模乙醇生产中应用最广泛的微生物[1-3]。为了深入了解酵母细胞对热应激的反应,目前已经通过全基因组表达分析深入研究了多个实验室菌株,用于经典热休克反应(HSR)的机制剖析。然而,酿酒酵母的工业菌株在发酵过程中长时高温耐受的响应(TR)机制几乎没有被系统地探究分析。在这里,我们利用基于DIA/SWATH的蛋白质组学定量技术来表征工业菌株ScY01在长时热应激或瞬时热休克条件下的蛋白质组重构。通过比较ScY01的TR和HSR的蛋白质组特征,以及工业菌株和实验菌株的HSR,我们的研究揭示了ScY01在耐热生长或热休克期间的不同应答机制。此外,基于DIA/SWATH蛋白质组学定量数据,我们深入挖掘了影响蛋白质组响应的上游转录因子。进一步的遗传改造和功能实验表明,我们发现的两种新转录因子能够直接调控发酵过程中工业酵母菌的耐热表型和乙醇合成能力。这项研究表明,高准确度和高通量的定量蛋白质组学研究不仅能揭示出复杂微生物表型的分子基础,也能为理性改造工业微生物的重要性状提供有价值的靶基因。