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摘要来源广泛的玉米秸秆可用于生产有非常应用前景的燃料乙醇，由于其可再生性，被认定为不可再生的化石燃料（如煤、天然气、石油）理想替代品。在玉米秸秆生产燃料乙醇的过程中，热带假丝酵母（Candidatropicalis）不仅同酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）一样可以产生乙醇还可以制造可用于食品行业的木糖醇。在该过程中，玉米秸秆需要预处理才能形成发酵用的单糖。然而，预处理过程会产生大量的抑制因子，这些抑制因子会严重抑制微生物细胞生长和发酵。然而，热带假丝酵母（C.tropicalis）对玉米秸秆水解液中抑制因子复合物的耐受机制目前还未见研究。<br>　　因此本论文选用热带假丝酵母SHC-03作为试验材料，研究其在玉米秸秆水解液中不同生长时期的生理生化以及分子耐受机制。本论文中，通过荧光共聚焦显微镜观察其亚细胞结构的变化，以及利用第二代高通量测序技术挖掘出水解液中抑制物耐受相关的关键基因。获得试验结果如下:<br>　　1、从处理三小时的样品的亚细胞结构观察发现抑制因子复合物会引起细胞内活性氧的累积并且让细胞的形态结构发生变化。随着培养时间的增加，我们发现含活性氧的细胞占比降低以及抑制因子引起线粒体的损伤得到缓解。基于转录组数据，我们发现参与以上过程的21个基因发生上调。其中，谷氧还蛋白-2基因CTRG_04311(GRX2)和谷氧还蛋白-5基因CTRG_04173(GRX5)的上调表达，开启了线粒体内谷氧还蛋白系统，及时消除活性氧，减少胞内毒害。另外，在该过程中，过氧化物酶基因CTRG_00152、CTRG_05019、CTRG_02226（TSA1）和超氧化物歧化酶基因CTRG_01087(SOD6)发生上调，证明细胞内的过氧化物酶系统在对细胞内的自由基去除起着重要作用。此外，编码YCP4，PST2的三个基因CTRG_00571、CTRG_00572、CTRG_00589也出现大量上调表达，该基因的编码蛋白主要是负责维生素K1和维生素K2的构型改变，从而提高氧化损伤细胞的保护作用。<br>　　2、当热带假丝酵母菌株SHC-03培养在水解液中，形态结构观察发现内质网结构没有发生明显变化，但是转录组测序数据发现内质网应激和未折叠蛋白保护响应相关的44个基因发生了上调，可能这些基因参与的内质网保护机制维持了内质网的稳态。该保护机制涉及到CTRG_01299(KAR2)和CTRG_01440(MNL1)负责的内质网未折叠蛋白的降解，CTRG_00613(HSP60)、CTRG_04728(SSA2)、CTRG_05008(HSP82)、CTRG_05840(AHA1)、CTRG_02733(WOS2)、CTRG_02883(AHA1)、CTRG_03067(HSP104)负责的分子伴侣对蛋白质保护以及CTRG_01049(ZRC1)和CTRG_03775(MSC2)负责的内质网内Zn2+的动态平衡。<br>　　3、此外，对转录组测序中上调表达基因的MIPS富集分析发现，有36个基因与细胞脱毒相关。其中，与多重耐药相关基因CTRG_00385(QDR1)、CTRG_01434(ROD1)、CTRG_02846(YCR023C)、CTRG_03729(SPBC409.08)，解毒相关基因CTRG_04983(YM9711.02C)和外排系统蛋白相关基因CTRG_01697(SSU1)、CTRG_05905(SSU1)也发生明显上调，这实现了水解液中抑制因子复合物引起的细胞毒性物质的解毒和排出。同时，还发现一系列与水解液中抑制因子降解相关基因发生上调，如:醛还原酶基因CTRG_00771(YNL134C)、CTGR_01653(YML131W)、CTRG_05072(YDR541C);芳香醇脱氢酶基因CTRG_04683(YPL088W);乙醇脱氢酶CTRG_02797(ADH7)、CTRG_05127(ADH2)、CTRG_05197(ADH2);甲酸脱氢酶GTRG_05318(FDH2)、CTRG_00534(FDH1)、CTRG_00547(FDH1);邻羟基苯甲酸脱氢酶CTRG03917、CTRG_03729;醌氧化还原酶CTRG_01751(ZTA1);甘露醇脱氢酶CTRG_03131(YALI0B16192g);阿拉伯糖脱氢酶CTRG_03026(ARD);假定双乙酰还原酶CTRG_00569(BDH2);假定胞浆内短链脱氢酶CTRG_04713(YIR035C)，从而实现热带假丝酵母菌株SHC-03对这些抑制因子的原位脱毒。<br>　　本论文初步探明，热带假丝酵母通过活性氧清除、内质网保护、毒性物质外排以及原位脱毒等机制实现了菌株对水解液副产物的耐受。对以上机制的初步认识为热带假丝酵母应用于木质纤维素发酵燃料乙醇以及为构建新型酵母工程菌株的研究提供了借鉴。