能源危机和环境问题的广泛关注促进了人们对替代性可再生能源的需求。生物乙醇作为一种清洁可再生的生物燃料,是传统化石燃料的替代品,利于缓解环境污染和能源危机问题。目前,发酵法是广泛应用的生产生物乙醇的方法,酿酒酵母是工业乙醇生产中应用最广的微生物。但是在发酵过程中,酿酒酵母细胞会受到众多环境因素的胁迫,例如高温、氧化和乙醇积累等,这些胁迫影响细胞活性和最终的乙醇产量甚至能导致细胞死亡。在众多胁迫因素中,发酵产物乙醇的积累对于发酵的完整性以及乙醇产量是最主要的障碍。为应对各种环境胁迫,酿酒酵母已经进化了一系列应对环境变化的应对机制。理解酿酒酵母在乙醇存在条件下,特别是在高浓度乙醇存在条件下的耐受性,对于建立高产乙醇菌株具有重要意义。本课题选择原始菌株、耐受5%乙醇浓度的菌株和耐受10%乙醇浓度的菌株作为研究对象,从乙醇代谢相关途经、膜脂及相关成分与耐受性的相关性以及胞内代谢物的代谢组学分析三个方面阐述酿酒酵母乙醇适应株的耐乙醇机制。与原始菌株相比,乙醇适应株在生长速率、存活率以及乙醇产量方面具有明显的优势,表现出比较优良的生长特性。分析21个与乙醇代谢途经相关的基因的表达量,乙醇适应株的糖酵解途经增强,发酵特性增加；三羧酸循环途经增强,产能较高,能满足糖酵解途经增强能耗增加的需求,符合乙醇耐受性高的特性。乙醇适应株在10%乙醇浓度下,具有较高的麦角固醇、海藻糖和脂肪酸产量,表明在乙醇胁迫下乙醇适应株的细胞膜及相关成分的改变,从而引起细胞膜流动性的改变,来抵抗乙醇的胁迫作用。在10%乙醇浓度下,乙醇适应株具有较低的细胞破碎率,表明具有较高的细胞完整性,细胞膜对10%乙醇耐受性强于原始菌株。对酵母菌的胞内代谢产物进行代谢组学分析,比较7个对比组的具有显著差异的代谢物,结果表明与原始菌株相比,乙醇适应株胞内酸类代谢物具有明显差异。除了酸类成分差异明显之外,在乙醇存在的条件下,具有更高耐受性的菌株胞内糖类代谢物的差异似乎更加明显。这表明,乙醇的胁迫会影响酿酒酵母细胞内酸类成分的代谢机制,高浓度的乙醇会对糖类成分的代谢机制有一定的影响。