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酿酒酵母是一种传统的乙醇生产微生物,通常用于乙醇燃料生产和酿造业,但过量的乙醇会抑制细胞的生长和活性,对酵母细胞产生毒害作用。ROS(ReactiveOxygen Species)是一类性质活泼的小分子化合物,在多种逆境胁迫中期起重要作用,但是否在乙醇胁迫中起重要作用尚无定论。为了解ROS在乙醇胁迫中的作用及机制,本文以酿酒酵母为材料,检测了乙醇胁迫对酵母细胞超氧阴离子(O2·-)含量、过氧化氢(H2O2)含量、酵母细胞生长状况、膜完整性、线粒体膜电位以及脂质和蛋白质损伤的影响。实验结果表明,乙醇可以抑制对数生长期酵母的生长,导致膜完整性受损、线粒体膜电位降低、O2·-和H2O2水平增加、脂质过氧化物MDA含量增加。加入外源还原型谷胱甘肽(GSH),蛋氨酸(Met),N-acetylcysteine(N-乙酰半胱氨酸,NAC)后,可以提高酿酒酵母细胞存活率及膜完整性,线粒体膜电位、降低O2·-和H2O2水平。添加GSH,Met,NAC到发酵培养基中,检测发酵后乙醇含量发现,正常组为7.3%,Met,NAC可以将乙醇产率分别提高到8.62%和8.56%,而GSH只有6.35%。以上结果表明乙醇能够诱导O2·-和H2O2等ROS的产生,导致氧化胁迫,从而造成酵母细胞发生膜质过氧化,生长受到抑制。而GSH,Met,NAC可以清除过量的ROS,降低乙醇胁迫引起的酵母损伤,其中Met和NAC虽然可以提高乙醇产率,但是只有NAC处理在统计学上具有差异性。为进一步研究ROS变化的机制,采用自噬抑制剂3-MA和自噬诱导剂雷帕霉素(rapamycin)处理乙醇胁迫条件下的酵母细胞,检测对O2·-和H2O2水平,菌落形态以及膜完整性的影响。结果表明,3MA可以有效降低O2·-和H2O2水平,降低乙醇对酵母菌落的抑制,提高膜完整性,而雷帕霉素进一步加剧对菌落的抑制,降低膜完整性,提高O2·-和H2O2水平。表明自噬是影响ROS水平的机制之一,它通过调节ROS参与酿酒酵母乙醇胁迫损伤。