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高级醇是酒精饮料中的重要风味物质,主要源于酵母菌自身繁殖产生的次级代谢产物,其在葡萄酒中存在含量相对偏高的问题。本研究主要从高级醇的代谢途径入手通过阻断高级醇前体物α-酮酸的产生和促进其分解两方面来实现葡萄酒中高级醇的降低。具体措施包括:游离表达BAT1基因(编码线粒体支链氨基酸转氨酶);整合过表达BAT1基因同时敲除BAT2(编码细胞质支链氨基酸转氨酶基因);整合过表达BAT1同时敲除ILV3 (编码二羟酸脱水酶基因),主要研究内容如下:(1)以精氨酸缺陷型葡萄酒酵母YZ22为出发菌株,构建游离表达BAT1的重组菌SY-BAT1f。SY-BAT1f生长速率较出发菌株偏慢,同时发酵结果表明:重组菌发酵速率与出发菌株无明显差异,发酵得到的葡萄酒中异丁醇,异戊醇,β-苯乙醇,正丙醇以及总高级醇含量较出发菌株YZ22分别降低了 38.54%,37.52%,15.17%, 34.35%,30.07%;构建了BAT2一个等位基因缺失同时过表达BAT1的重组菌SYBBK和BAT2基因全部缺失同时过表达BAT1的重组菌SYBB3。SYBBK与出发菌的生长趋势一致,而SYBB3生长偏慢,发酵结果表明:两个重组菌与出发菌发酵速率无明显差异,且重组菌SYBBK发酵所得葡萄酒中异丁醇,异戊醇,正丙醇以及总高级醇含量相比于出发菌分别降低了 30.46%,25.11%,39.32%和26.78%; SYBB3发酵的葡萄酒中与出发菌相比,异丁醇,异戊醇,正丙醇以及总高级醇含量分别降低了 39.41%, 37.18%,22.34%和37.68%。所有重组菌与出发菌所酿葡萄酒中尿素与EC的含量无显著差异。(2)构建了 IZV3 一个等位基因缺失同时过表达BAT1的突变株SYV31BK以及ILV3两个等位基因缺失同时过表达BAT1的突变株SYV32BK。两个重组菌生长及发酵性能较出发菌株无明显差异,且发酵结果显示:SYV31BK发酵所得葡萄酒中异丁醇,异戊醇以及总高级醇含量较出发菌株分别降低了 13.96%,12.97%和10.23%,苯乙醇和正丙醇较出发菌株几乎无明显差异;而SYV32BK发酵所得葡萄酒中各种高级醇及总高级醇含量相比出发菌YZ22均无显著差异。重组菌与出发菌所酿葡萄酒中尿素与EC的产量无明显差异。(3)探究了重组菌高级醇低产性能与发酵温度和葡萄品种之间的关系,结果表明:SYBB3在赤霞珠,蛇龙珠,西拉,烟-73四种不同品种的葡萄汁中发酵产生的总高级醇含量分别为 292.83 mg/L, 314.66 mg/L,426.71 mg/L,281.88 mg/L,且在四种不同葡萄汁中发酵对异丁醇和异戊醇低产水平均保持在20～30%之间;另外,在20℃,25℃, 28℃三个不同温度下发酵产生的总高级醇含量在250～350mg/L之间,且随温度升高SYBB3对异丁醇和异戊醇的降低幅度也逐渐增大。