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啤酒酵母作为啤酒酿造的灵魂,它本身所具有的抗氧化性能及其代谢所产生的内源性抗老化物质在控制啤酒老化、提高啤酒风味稳定性上占有重要的作用。目前对于啤酒酵母抗氧化性能的研究多局限于筛选高抗氧能力的菌株、氧胁迫下细胞应激反应和生理水平的变化等,从基因水平去探究啤酒酵母的抗氧化机制,可以为提高啤酒酵母的抗氧化性能提供新见解。本研究首先在原始啤酒酵母菌株Pilsner和其氧化诱变菌株10-9-0和12-7-0,及驯养后菌株10-9-1和12-7-1中选择抗氧化性能最优菌株12-7-1,重新命名为P-127。将P-127与原始菌株Pilsner进行转录组学与代谢组学的比较分析,筛选获得了对啤酒酵母抗氧化能力有较大影响的差异基因及相关代谢途径;选取部分差异基因进行功能验证,为后续构建抗氧化能力提升的啤酒酵母奠定基础。论文主要研究结果如下:突变菌P-127相较于原始菌Pilsner对H2O2及荧光增白剂的抗性明显提高,传代发酵结果显示P-127未改变原始菌株良好的发酵性能,且其发酵液抗老化相关指标如DPPH清除率、TBA值、风味保鲜值(RSV)和风味稳定值(SI)均优于Pilsner。分析P-127与Pilsner转录组及代谢组学数据差异,发现两菌株中共有4863个差异表达基因,多个代谢途径发生变化,从而对啤酒酵母产生全局性调控。研究认为较关键的有己糖转运途径、果糖与甘露糖途径,调控其代谢改变细胞壁多糖组成增强了细胞壁对环境胁迫的抗性;而氧化磷酸化代谢途径的弱化减少了ROS的产生、调控TCA循环途径等。这些均可能是提高酵母细胞抗氧化能力的关键途径。选取上述途径中调控明显的基因验证其功能,果糖与甘露糖代谢途径中,HXK2、FBP1和PFK27的表达对H2O2抗性有较明显的效果,FBP1表达对维持细胞内ROS平衡有明显影响,但对细胞活性均无明显影响;己糖转运途径中,HXT13和HXT17的表达对H2O2抗性有较明显的效果,HXT5、HXT13和HXT17对维持细胞内ROS平衡和细胞活性有一定影响;氧化磷酸化途径中,PMA2的表达对H2O2抗性有较明显的效果,SHH3、SHH4、COX2、COX5B和PMA2对维持细胞内ROS平衡有明显影响,且均对细胞活性影响较小。