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酵母在啤酒发酵中扮演着重要的角色。然而，在啤酒发酵过程中酵母需要应对发酵环境中的各种压力，包括高渗透压、乙醇的积累、营养匮乏等，这些压力会降低酵母细胞活性和发酵效率。因此，提高啤酒酵母的抗压能力对啤酒发酵意义重大。研究发现酵母细胞壁在保护细胞应对压力上发挥着重要作用，基于此本课题开展了基于细胞壁组成的压力耐性啤酒酵母选育的研究。1.本文对实验室保藏的啤酒酵母菌株Y-1进行紫外诱变筛选米卡芬净抗性菌株。抗性菌株进一步在8%和10%乙醇(v:v)、35℃、1mol·L-1NaCl和饥饿压力条件下培养，最终菌株MR1-2和MR0-8在所有压力条件下表现出最好的生长情况，且比出发菌株有明显的生长优势。分析菌株细胞壁多糖组成发现，优选菌MR0-8和MR1-2的细胞壁总多糖含量比出发菌分别增加了49%和44%，其中甘露聚糖分别增加26%和33%，葡聚糖分别增加64%和52%，几丁质分别增加34%和31%。几丁质的荧光染色显示优选菌比出发菌荧光强度明显增强。细胞切片的电镜图像显示优选菌细胞壁的平均厚度将近为出发菌的两倍，这与细胞壁多糖含量分析结果一致。2.为了考察优选菌株在啤酒酿造上的表现，分别对优选菌和出发菌在高浓度麦汁(18oP)中进行发酵实验。结果发现：优选菌MR1-2比出发菌Y-1发酵速率提升，MR0-8与Y-1发酵速率接近；三株菌发酵得到的啤酒在主要醇酯组成上相似，而两株优选菌的双乙酰含量则明显低于出发菌；优选菌发酵结束的细胞活力和细胞存活率明显高于出发菌；优选菌发酵结束胞内的海藻糖含量为出发菌的两倍之多；优选菌发酵结束细胞在营养匮乏压力下释放蛋白酶A含量约为出发菌的一半。综合各项指标，两株突变株均基本满足啤酒发酵要求且表现明显优于出发菌，具有一定的工业应用价值。3.对菌株的细胞壁及压力耐性相关基因的RT-PCR分析发现：在正常培养条件下，优选菌MR1-2的压力应对基因及细胞壁应激补偿途径的基因对比出发菌Y-1表达量明显增加；在10%乙醇(v:v)压力下，出发菌株的基因绝大部分出现明显上调，细胞壁应激补偿途径基因被诱导，细胞壁相关组分合成增加，以降低乙醇对细胞的毒性，而优选菌株MR1-2的部分基因反而被抑制，这可能是优选菌的细胞壁在乙醇压力下对细胞壁结构进行了大的调整；在1mol·L-1NaCl高渗透压压力下，优选菌株MR1-2的压力应答基因msn2和msn4和细胞壁应激补偿途径完整性相关基因的表达量都大幅提升。综合不同条件下的基因表达情况，优选菌MR1-2在正常条件下相关基因已经被诱导，这表明菌株对压力已经做好应答准备，而在乙醇压力和高渗透压压力下，出发菌株Y-1的基因表达量整体上调，而优选菌MR1-2的基因表达则表现出更复杂的情况，待进一步探索。