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《华南理工大学》 2011年
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乙醇酵母胁迫耐性及其基因表达响应分析

叶美莉  
【摘要】:乙醇酵母是一种重要的用于生产乙醇的工业微生物。在发酵过程中乙醇酵母会遭受一系列的环境胁迫,从而抑制酵母的生长,降低发酵效率,因此提高乙醇酵母的胁迫耐性对乙醇的工业生产具有重要意义。对胁迫的耐受能力是乙醇酵母的重要表型,也是筛选乙醇酵母的重要标准之一,研究乙醇酵母的耐性表型及其基因表达的响应,有助于了解乙醇酵母的胁迫响应机制,为乙醇酵母的选育和改造提供理论指导。 本文使用96孔板恒温振荡的高通量的培养方式,对本研究收集的14株酵母(其中1株为测序菌株的双倍体酿酒酵母菌株作为对照)在高温、高渗和高浓度乙醇胁迫下的生长能力进行了考察,并采用基因芯片技术对乙醇酵母在高温和山梨醇胁迫下的响应表达谱进行了初步的分析,得出以下结果: 1、对14株酵母进行分子水平的鉴定,发现14株酵母26S rDNA Dl/D2区扩增序列与酿酒酵母该区序列的同源性达到98%以上,构建的系统树中也显示这些酵母与酿酒酵母的亲缘关系最近,因此鉴定该14株酵母为酿酒酵母。2、通过对酵母耐性表型不同分析方法的研究和比较,确立采用生长曲线法考察了乙醇酵母不同胁迫条件下的耐性,用生长抑制系数Gi来评价酵母的耐性水平,得出GIM 2.143和XQ1的胁迫耐性较好,GIM 2.58和4#则耐性较差。结合发酵性能的分析,发现胁迫耐性较好的酵母发酵能力较好,乙醇产量较高。通过比较不同胁迫条件下菌株的Gi值,发现乙醇酵母在高温和山梨醇胁迫下的耐性表型存在正相关。 3、利用基因芯片分析部分乙醇酵母在高温和山梨醇胁迫下基因表达的响应。乙醇酵母在高温胁迫中表达上调的基因主要参与泛素系统、转录及翻译过程、呼吸产能以及细胞分裂等;表达下调的基因则主要参与核糖体生物合成、氨基酸合成以及细胞壁组成等。在山梨醇胁迫中表达上调的基因主要参与转录及翻译、线粒体呼吸等;表达下调的基因主要参与氨基酸及嘧啶的合成、运输、RNA加工等。 4、比较乙醇酵母在高温和山梨醇胁迫下基因表达的异同,发现胁迫响应基因主要由7个转录因子调控,表明这两种胁迫下基因的转录调控存在一致性。两种胁迫中表达上调的基因都参与转录及翻译过程、呼吸产能等;表达下调的基因都参与氨基酸合成等,表明酵母细胞能对自身产生的能量进行合理分配,合成应对胁迫所需物质,减少合成并降解非必需物质。在高温胁迫中参与运输过程以及RNA加工的基因表达上调,与山梨醇胁迫中的情况相反。 本研究采用生长曲线法和酿酒酵母全基因组芯片,初步分析了乙醇酵母的胁迫耐性表型及其在高温和山梨醇胁迫下基因表达的响应,为了解乙醇酵母耐热和耐渗的响应调控及乙醇酵母的分子育种提供了理论基础。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q78

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 赵树全;酵母发酵生产辅酶Q_(10)的发酵工艺研究[D];大连工业大学;2009年
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7 叶美莉;乙醇酵母胁迫耐性及其基因表达响应分析[D];华南理工大学;2011年
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