丁醇和乙醇是很有潜力的二代生物能源，最近已有研究采用合成生物学方法构建生产丁醇乙醇的蓝藻系统。然而，蓝藻对生物燃料的耐受性非常低，限制了这种可再生生产宿主的经济适用性。而且，目前蓝藻对生物燃料的耐受机理还不是很清楚。本研究中，为了更加深入的了解蓝藻对乙醇丁醇的耐受机制，我们使用iTRAQ标记LC-MS/MS技术对集胞藻在乙醇丁醇条件下的压力反应进行定量蛋白组学分析，以便可以建立生产生物燃料的稳健的宿主。对于丁醇处理实验，本研究得到了25347个高质量肽段的数据集，对应1452个特定蛋白质，覆盖了大约40%的集胞藻所有可预测蛋白。蛋白质丰度的比较分析识别到303个蛋白差异表达。对于乙醇处理实验，共得到24887个高质量肽段，对应1509个特定蛋白质，覆盖了集胞藻全基因组预测蛋白的42%。其中乙醇处理样和对照样在24h和48h差异表达蛋白分别有135和293个。本研究的蛋白组学功能分析表明，集胞藻采用联合机制来应对乙醇丁醇压力。丁醇条件下，主要的保护机制是热激蛋白和转运蛋白被诱导，细胞膜和细胞被膜被修饰。乙醇条件下，应对压力的反应机制有常见压力反应的诱导，细胞膜和细胞被膜的修饰，多种转运蛋白以及细胞流动性相关蛋白的诱导。本研究中独特发现，在丁醇处理和乙醇处理条件下，集胞藻多种光合作用相关蛋白表达上调。本研究首次对乙醇丁醇在集胞藻中的耐受机制提出了全面解释，为进一步耐受乙醇丁醇的蓝藻宿主的遗传改造提供了候选的目的基因信息。