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乙酸是酿酒酵母细胞生长和乙醇发酵的主要抑制物之一,提高酵母菌对高浓度乙酸的耐受性,对提高燃料乙醇的生产效率具有重要意义。锌是酵母菌生长代谢所必要的金属元素,已证明其对高浓度乙醇和高温胁迫下的细胞活性具有保护作用。本文研究了不同浓度锌离子(0、0.01、0.03、0.05和0.10g/L)对自絮凝酵母SPSCOl乙酸胁迫条件下乙醇发酵的影响,结果表明,添加适当浓度的锌离子可以缩短10g/L和15g/L乙酸存在时自絮凝酵母生长的延滞期,进而缩短发酵周期,其中0.03g/L锌离子对乙酸胁迫时细胞活性的保护作用最明显,可使高浓度乙酸存在时发酵周期缩短近30h,最终生物量得率提高27.83%,乙醇产率提高41.20%,海藻糖和细胞膜上麦角固醇的含量也略有增加。对发酵液中乳酸、甘油、琥珀酸及柠檬酸的含量分析表明,与未添加锌离子的对照组相比,高浓度乙酸存在条件下锌的添加可以使不同浓度乙酸抑制条件下发酵液中副产物乳酸的含量降低,而甘油、琥珀酸及柠檬酸的含量差别不明显。为探索锌离子提高酵母菌乙酸胁迫耐受性的分子机理,对15g/L乙酸胁迫条件下添加0.03g/L硫酸锌对细胞全局基因转录的影响进行了研究；结果表明,锌离子对高浓度乙酸胁迫下絮凝酵母的全局基因表达具有明显的调节作用。在60、72和90h时分别有385、2219和1253个基因的表达量发生变化,这些基因主要与核糖体合成、碳水化合物代谢、氨基酸代谢及细胞壁合成等途径相关。核糖体合成相关基因和乙醇生成途径相关酶的基因在60和72h表达量均上调,这与在发酵前期,实验组菌体的生长和发酵状态均比对照组好相符合。锌离子转运及储存相关基因在锌添加组均下调,说明细胞在高浓度乙酸胁迫下处于锌缺乏状态,可能与乙酸胁迫对细胞生长和发酵的抑制有关。文献报道中MSN2、STB5、MIG1、NRG1、UME6、RIMlOl等与乙酸耐性相关的锌指蛋白基因的表达在本研究中变化不明显,但其某些下游的效应基因变化显著,因此锌对乙酸耐性的影响可能存在转录后和翻译后水平的调节。变化较大的基因中,有55个为本文首次报道可能与酵母菌的乙酸胁迫响应有关,其中包括多个未知功能的PAU家族基因。本文的研究结果为进一步深入分析锌离子对自絮凝酵母乙酸胁迫下细胞生长和发酵的保护作用的分子机理提供支持,为代谢工程手段构建乙酸耐受酵母菌进行高效燃料乙醇发酵奠定基础。