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作为一种新型的可再生能源，木质纤维素乙醇受到了社会各界的广泛关注。然而，传统的乙醇生产菌株—酿酒酵母却不能有效地利用木质纤维素主要成分之一的木糖，仅能利用其异构物木酮糖。因此，提高酿酒酵母木糖代谢能力以有效地共代谢葡萄糖和木糖成为木质纤维素乙醇工业化生产的首要问题。本课题组在早期工作中成功构建了高效的木糖代谢酿酒酵母菌株AYHNEW2，通过对其在不同培养基条件下的木糖发酵性能进行比较研究发现，在混合糖发酵过程中，重组菌株的木糖代谢能力明显降低。经过系统分析，我们推测葡萄糖代谢产物乙醇的抑制可能是导致木糖代谢速率降低的主要原因，而乙醇的抑制作用可能与非氧化磷酸戊糖（PP）途径关健酶的活性有关。于是，在本研究工作中，我们从两方面对酿酒酵母菌株AYHNEW2进行改造：一方面，我们试图通过缺失酿酒酵母糖酵解（EMP）途径中的关键酶—6-磷酸葡萄糖异构酶PGI1，构建专一化的木糖代谢酿酒酵母菌株AYHNEW2-pgi1，从而消除葡萄糖对木糖代谢的抑制作用。结果显示，在含有低浓度葡萄糖的木糖培养基上，重组菌株的生长极其缓慢，100h仅能消耗约6%的葡萄糖，而高浓度的葡萄糖则会完全抑制重组菌株的生长。并且，在以木糖为唯一碳源的培养基中，重组菌株AYHNEW2-pgi1的发酵性能也大幅降低；另一方面，我们试图通过改造酿酒酵母PP途径以提高其木糖发酵性能。根据早期研究工作，我们选择了木糖代谢条件下的强启动子pFBA1，pHXT7，pCCW12以及pGPM1来分别过表达PP途径的基因RKI1，RPE1，TAL1以及TKL1，获得了一系列具有不同PP途经基因过表达水平的重组酿酒酵母菌株，并对其木糖发酵性能进行了比较研究。结果表明，过表达PP途经基因能够改善酿酒酵母木糖发酵性能和乙醇耐受能力，但在混合糖发酵过程中，其木糖代谢仍受到显著的抑制。与此同时，在混合糖发酵产生的乙醇浓度范围内，重组菌株的木糖代谢仅受到了轻微的抑制，基本都能在48h到72h耗完5%的木糖。由此可见，乙醇抑制效应不足以解释混合糖发酵过程中木糖代谢速率大幅降低这一现象，在混合糖发酵过程中必定存在其他因素影响木糖的代谢，并且这一因素始终存在于整个混合糖发酵过程中。