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GAL3基因在真核生物中广泛存在。酵母同样为真核生物,与人类的基因具有相关性,可以作为人类基因功能研究的参考,而且是单细胞,具有生活史短,容易培养等优点。人类的历史同样是一部酿酒酿造史。如今的社会早已与乙醇无法割舍。乙醇除了用于人们的日常饮食外,同时还用于医药、化工、食品等行业。酿酒酵母的基因功能以及发酵性能一直是研究的重点与热点。酿酒酵母GAL3基因(ORF编号为GAL3)编码表达GAL3p,是酿酒酵母半乳糖代谢中一个感应和信号传导的基因。在以半乳糖为唯一碳源的培养基中,在ATP的协助下,GAL3蛋白能与酵母半乳糖代谢中的抑制因子GAL80结合,从而使转录激活因子GAIA能够转录使酵母半乳糖代谢能够顺利进行。本文以MF1015为出发菌株,构建两种单倍体菌株并通过同源重组敲除两种单倍体的GAL3基因,再将敲除的单倍体菌株进行复倍,得到一株GAL3突变体菌株,研究其生理特征以及乙醇发酵特性。本实验构建了MF1015菌株的a型和α型单倍体,并合成GAL3基因敲除组件,成功将GAL3基因敲除组件转入两种单倍体中。利用敲除组件中的G418抗性进行筛选,得到敲除GAL3基因后的单倍体突变菌株,然后转入pSH65表达质粒,利用半乳糖诱导消除G418抗性基因,再传代遗失得到丢失pSH65质粒的突变菌株。将两种单倍体突变体菌株接入到YPD培养基让其自然交配并复倍,从而得到突变体MF1015-ΔGAL3。测定野生型菌株和突变体菌株的基本生理状态及乙醇发酵性能,与野生型菌株相比,突变体菌株生长速率变慢,细胞形态由近似圆形变成椭圆形,呼吸作用降低,耐乙酸能力有明显升高,耐乙醇能力略有降低；同时,对葡萄糖、蔗糖、棉籽糖、乳糖、半乳糖等糖的利用能力也略有降低。在环境中同时存在葡萄糖和半乳糖时,野生型菌株优先利用葡萄糖,葡萄糖耗尽后,野生型菌株对半乳糖利用会延迟6小时左右,这种现象称为葡萄糖阻遏。而敲除GAL3基因的突变体菌株这种延迟达2-5天,并且其耐半乳糖的耐受性也降低。在糖蜜补料发酵实验中,野生型和突变体发酵产生的乙醇最大浓度分别为(13.13±0.18)%和(12.7±0.17)%,其中对糖的利用率野生型高1.6%。在蔗糖发酵实验中,野生型产生乙醇浓度为(14.05±0.28)%,突变型为(13.0±0.58)%。结果说明GAL3突变对于酿酒酵母的生理特征以及乙醇发酵均有影响。