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醛类是啤酒中的主要羰基化合物,其中乙醛是啤酒中含量最高的挥发性醛类,含量过高会给啤酒带来恶劣的青草味、缩短啤酒风味保鲜期。通常优质啤酒乙醛含量在3mg?L-1以下。酵母代谢是啤酒中乙醛的主要来源,因此筛选低产乙醛啤酒酵母是控制啤酒中乙醛含量的根本所在。本论文首先建立了啤酒中游离态和结合态乙醛同时检测的方法,其次采用常压室温等离子体诱变技术ARTP诱变育种手段对啤酒工业酵母进行改良,利用甲吡唑-戒酒硫双重抗性平板及高浓度乙醛培养基连续驯养方法筛选出优选菌,进而结合转录组学和基因组学分析手段,探讨影响啤酒工业酵母菌株乙醛生成的代谢调控机制,寻找与酵母乙醛代谢密切相关的基因。本论文主要研究结果如下:（1）建立了基于顶空气相色谱技术（HS-GC）的乙醛和乙缩醛的快速检测方法,乙醛和乙缩醛的检测限均能达到0.005 mg·L-1,精密度RSD<5.5%,回收率为95%-115%。24种市售啤酒样品中乙醛和乙缩醛的平均含量分别为11.83 mg·L-1和4.36 mg·L-1;乙醛和乙缩醛的Pearson相关性最高,系数为0.963。乙醛和乙缩醛均在主发酵3天时达到峰值,随后含量逐渐降低。随自然储存和强制老化时间的延长,成品啤酒样品中的乙缩醛含量逐渐下降,乙醛含量逐渐升高;当自然储存时间达到6个月时,啤酒样品中乙缩醛含量下降比率和乙醛含量上升比率分别约为25.0%和30.0%。这表明:乙醛和乙醇在酸性条件下会发生可逆醇醛缩合反应,啤酒样品及其发酵和储藏过程中在检测乙醛含量的同时,应该分析乙缩醛的含量。（2）利用ARTP对啤酒酵母出发菌株Saccharomyces pastorianus M14进行诱变处理,最终获得一株低产乙醛酵母菌株LAL-8a。考察了不同酵母菌株的生长性能:在低麦汁浓度12°P下,M14和LAL-8a的生长延滞期较短;随麦汁浓度的增加,两者的生长延滞期均有所延长,在原麦汁浓度为16°P和20°P下,LAL-8a的延滞期较M14缩短,更利于工业生产。检测了优选菌株的发酵指标:LAL-8a在传代过程中乙醛量代谢稳定;三角瓶和EBC管发酵过程中优选菌株的乙醛生成量分别为6.00 mg?L-1和2.20 mg?L-1,较出发菌株分别降低了70.0%和85.0%;诱变菌株LAL-8a发酵液中的乙缩醛生含量较出发菌株M14偏低,发酵结束时较出发菌株降低了近80%;诱变菌株的双乙酰、醇酯比和总酸也有不同程度降低,利于啤酒风味的协调。因此,啤酒酵母经过ARTP诱变处理后,优选菌株LAL-8a的生长性能和发酵性能均有所改善。（3）利用RNA-Seq测序技术对发酵过程中啤酒酵母进行转录组学分析。与出发菌株M14相比,ARTP诱变方式较传统紫外诱变方式可以使菌株在转录水平上获得更大的改变;发酵2天和4天时,菌株LAL-8a与D-A-14分别有9个和6个共有差异基因,发酵6天时,两株菌的共有差异基因数量高达97个,发酵过程中差异基因的显著增加和最终发酵液中乙醛含量息息相关。菌株LAL-8a在发酵2天、4天和6天时糖酵解途径上发生转录水平变化的基因分别为18、23和26个,这些基因在糖质新生、碳代谢、丙酮酸代谢、氨基酸降解、乙醇降解中发挥着重要作用,进而影响乙醛的合成和还原。采用qRT-PCR技术对转录组测序数据进行验证,结果表明:两者具有很好的相关性,转录组测序结果的可靠性较强;基因过表达菌株的发酵实验结果进一步表明,基因ADH2对乙醇向乙醛的转化反应具有正向调节作用,而其同家族基因ADH4和ADH5则在一定程度上参与了乙醛向乙醇的转化反应,使得相应菌株M/adh4和M/adh5发酵液中的乙醛含量低于出发菌株;而乙醛脱氢酶基因ALD3和ALD5可以催化乙醛向乙酸的转化,其相应过表达菌株M/ald3和M/ald5的乙醛产量较出发菌株偏低。（4）为了从基因层面阐释乙醛代谢调控机制,分别对出发菌株和优选菌株进行了全基因组测序和重测序分析,结果显示:啤酒工业酵母菌株M14的基因组大小22.84 M,GC含量38.98%,对基因组的9970个基因进行了功能注释。Lager型啤酒酵母菌株M14为Saccharomyces cerevisiae×Saccharomyces uvarum的杂合体,其线粒体遗传自亲本S.uvarum,M14菌株存在9个特有基因序列;Mauve分析显示啤酒酵母菌株M14的基因序列与其近缘菌株之间具有高度的一致性,Mummer分析展示了菌株M14与Lager啤酒酵母S.pastorianus Weihenstephan 34/70的高度共线性。以啤酒酵母菌株M14为参考基因组,对菌株D-A-14和LAL-8a进行重测序分析,两菌株中SNP数量分别为41991和38080个,碱基转换为基因组主要的SNP突变型,即T:A>C:G和C:G>T:A。菌株LAL-8a和D-A-14的基因组中Indel数量分别为4152和4175个、拷贝数变异CNV数量均为142个、染色体变异SV数量分别为953和542个。乙醛产量的高低主要与丙酮酸脱羧酶基因PDC6和乙醛脱羧酶基因ALD3的SNP突变有关。