重金属铅通过空气、水、土壤的污染残存于食品、饲料中,并对人类、动物健康造成严重的威胁仍是难以解决的问题。应用于食品、饲料、人体、动物体的重金属生物吸附剂研究较少,并且大多集中于乳酸菌。酵母菌和乳酸菌可以进行混菌发酵,补充单一乳酸菌发酵应用的不足,很大程度的解决重金属污染对食品、人类、动物造成的危害。本文以前期分离自内蒙古重金属污染区的6株高吸附铅、不同铅抗性的酵母菌为研究对象,首先对6株酵母菌进行抗不良环境威胁迫能力和抗氧化能力的测定,对筛选到的优秀菌株探究其吸附特性和吸附机制,通过转录组学技术对其抗高浓度铅的机制进行解析,最后通过动物模型验证其缓解铅中毒的效果。主要研究结果如下:首先以酸碱、NaCl耐受能力、模拟胃肠道环境下的生存能力以及抗氧化能力为评价指标对6株菌有益特性进行筛选,发现6株菌对酸碱具有较高的抗性,均能通过胃肠道的pH值环境,在pH值6时W.anomalus QF11的长势最好;5株菌对小于6%NaCl具有耐受能力,W.anomalus QF11和W.anomalus QD28耐受能力最强;对5株菌模拟胃肠液的存活率研究发现,W.anomalus QF11、M.chrysoperlae QK15、M.chrysoperlae QE112 3株菌在模拟胃液和肠液中的存活率均较高,模拟肠液8h后,活性最高的W.anomalus QF11存活率为75.42%;对3株菌进行DPPH·清除率、羟自由基清除率、超氧阴离子清除率以及抗脂质过氧化能力的测定表明,3株菌均表现出一定的清除DPPH.、羟基自由基、超氧阴离子自由基和抑制脂质过氧化的能力,尤其是抑制脂质过氧化能力远高于Vc(100mg/mL)。选择2个菌属且对铅抗性能力不同的W.anomalus QF11和M.chrysoperlae QK15进行后续试验。以吸附量为评价指标,通过考察环境因素对W.anomalus QF11和M.chrysoperlae QK15吸附铅的影响,解析2株菌体外吸附铅离子的特性。结果表明,pH值、Pb2+液质量浓度、吸附时间对2株菌的影响趋势相同,菌体质量浓度对2株菌的影响不完全相同。利用响应面优化法,对2株菌株吸附铅的特性进行优化。Wanomalus QF11对铅最优吸附参数为菌体浓度10.64g/L,铅浓度81.63mg/L,pH值5.42,此时预测值为7.81mg/g。M.chrysoperlae QK15对铅最优吸附参数为菌体浓度12.46g/L,铅浓度110.32mg/L,pH值5.51,此时吸附量预测值为5.80mg/g。通过化学试剂处理试验、吸附稳定性试验、扫描电镜和透射电镜结合能谱试验以及基团掩蔽、傅里叶红外光谱试验阐明2株菌对铅的吸附机制。结果发现,2株菌吸附的铅绝大部分都会被解析下来,证明2株菌对铅的吸附机理主要是表面吸附;扫描电镜、透射电镜结合能谱可直观证明2株菌确实存在对铅的吸附,并且主要是菌体表面吸附,只有一少部分胞内积累;菌体吸附重金属的主要部位在细胞壁上,且菌体表面氨基、羧基、磷酸基在吸附铅过程中起到重要作用;参与吸附铅的基团有细胞壁上蛋白质酰胺I带、胺基中的-C-N-、-OH、-NH、磷酸基团(P=O、P-OH、PO43-)、细胞壁上的多糖成分、细胞膜上的-CH2基团等。采用转录组学技术对Wanomalus QF11抗铅机制进行研究。结果发现对照组和铅处理组之间差异显著表达的基因共有3638个,其中显著上调的为1724个,显著下调的为1914个。3638个差异基因显著富集在29条GO term上(Padjust<0.05)。差异基因主要涉及ncRNA代谢过程(223个)、胞质部分(1172个)、非膜结合细胞器(347个)、核糖核蛋白复合体(342个)等。KEGG pathway显著富集分析结果为,3638个差异基因参与2条代谢通路,分别是翻译通路(Translation)和能量代谢通路(Energy metabolism)(Padjust<0.05)。此外,海藻糖生物合成、对细胞损伤进行修复的热激蛋白、抗氧化酶、以及谷胱甘肽代谢通路的大量基因表达上调,编码转运蛋白的一些基因表达既有上调又有下调,W.anomalus QF11耐铅机制涉及诸多代谢过程和生物合成过程。通过测定铅暴露模型组及W.anomalus QF11干预组大鼠粪便、组织、血液中铅含量以及肝脏中的氧化应激相关指标,并对大鼠组织切片进行病理观察,评价W.anomalus QF11对铅中毒的缓解效果。结果发现,与空白组比较,铅模型组大鼠已达到中度铅中毒和重度铅中毒,建模成功;与铅模型组比较,干预组大鼠血液、肝脏、肾脏、脑中的铅含量均在一定程度降低,与此同时粪便中铅含量提高,对于中度铅中毒的干预效果高于重度铅中毒;菌对照组及空白组大鼠肝、肾及脑组织完整正常,模型组大鼠出现肝水肿、狄氏腔显现,肾小管上皮细胞淡染,颗粒变性,部分上皮细胞脱落,脑出血灶面积大,数量多,并且出现脑水肿。