苹果酸乳酸发酵（Malolactic fermentation,MLF）是葡萄酒酿造中一个重要的生物学过程,其被认为是酿造优质红葡萄酒必须的步骤,酒酒球菌（Oenococcus oeni）作为MLF的主要启动者,其生长繁殖和苹果酸乳酸发酵的进行都会受到葡萄酒多种生理生化特性的抑制:乙醇（10-16%v/v）、低p H（3.0-3.5）、SO2（超过10 mg/L）和低温（可能低于12℃）。在这些胁迫因素中,低p H是限制微生物在葡萄酒中生长的关键因素。目前许多研究都集中在酒酒球菌胁迫应答机制方面,提出了多种相关机制,例如膜成分和流动性、p H内外平衡、氧化应激反应、DNA和蛋白质损伤修复机制。但酒酒球菌酸胁迫适应性的具体机制仍需进一步研究。因此,本论文通过转录组测序技术研究酒酒球菌酸胁迫环境下的基因表达情况,筛选酸胁迫应答相关基因及其代谢通路,并将显著差异表达基因在大肠杆菌及植物乳杆菌中进行表达,对重组菌株进行酸耐受性分析,选择耐受性改变菌株进行表型及代谢产物等分析,以进一步研究基因功能。主要结果如下:（1）酒酒球菌SD-2a转录组测序结果显示,随酸胁迫时间的延长,其胁迫应答机制逐步开启,差异基因从1 h（p H 3.0＿1 h-VS-p H 4.8＿1 h,VS3）的407个增加到3 h（p H 3.0＿3h-VS-p H 4.8＿3 h,VS6）的610个,分别占注释基因数（2073）的19.6%和29.4%,3 h富集到的差异表达基因数目比1 h提高了49.9%,且在比较组VS3和VS6中的差异表达基因中,分别有46个和74个基因被注释为假定蛋白,分别占差异基因总数的11.3%和12.1%,此外,还有71个基因在本研究中表现出差异表达,且未被报道与酒酒球菌酸胁迫应答相关,这些基因涉及到不同的代谢通路,说明在酒酒球菌的酸胁迫应答机制中,仍有许多未知部分。（2）GO富集分析发现,在酒酒球菌SD-2a受到酸胁迫处理后,在催化活性、锚定、膜、膜组分、代谢过程和细胞内过程等条目中的基因数目最多;KEGG代谢通路分析发现,在碳水化合物代谢、全局和概览图、氨基酸代谢和膜转运中富集到较多的差异基因较多。其中,在1 h时,酸胁迫处理抑制了部分与早期胁迫应答相关性较低的代谢通路,例如假设检验p值排序中比较靠前的生物素代谢、脂肪酸生物合成、脂肪酸代谢等通路,并通过上调部分代谢通路的基因启动酸胁迫应答反应,例如柠檬酸循环、赖氨酸生物合成、氨基酸生物合成和丙氨酸、天冬氨酸盐和谷氨酸代谢等通路。在3 h时,酒酒球菌SD-2a的酸胁迫应答机制启动比较完全,假设检验p值排序比较靠前的代谢通路富集获得的大部分基因的表达量发生上调,以抵御酸胁迫带来的影响,这些通路分别是氨基酸生物合成、丙氨酸代谢、天冬氨酸代谢、谷氨酸代谢、果糖代谢、甘露糖代谢、磷酸戊糖途径和糖酵解/糖异生途径等。（3）为验证差异表达基因在O.oeni SD-2a中可能发挥的作用,选取在共表达网络中与其他基因关联度较高且介数较大的基因在大肠杆菌中进行异源表达验证。差异表达基因在大肠杆菌中表达实验,有9个外源基因成功在大肠杆菌中表达,其中7株重组菌株酸胁迫耐受能力有一定的提升,其中1、4、7、9号重组菌株酸胁迫耐受能力提升较为明显,说明精氨基琥珀酸合酶、D-丙氨酸-聚磷酸二醇连接酶、磷酸转移酶系统IIC组分、酯酶基因可以提高大肠杆菌酸胁迫耐受性,两株重组菌株酸胁迫耐受能力有所下降,说明2-丁二酰苯甲酸酯-辅酶A连接酶和醛-酮还原酶的表达会降低大肠杆菌酸胁迫耐受性,推测这些基因在酒酒球菌中发挥着相似的功能。（4）为进一步研究氨基酸合成途径在酒酒球菌酸胁迫应答中的功能,选取精氨酸脱亚胺酶途径中的关键酶基因精氨酰琥珀酸合成酶基因（arg G）在植物乳杆菌中进行异源表达。arg G在植物乳杆菌表达实验,重组菌株Lactobacillus plantarum ATCC33222（p MG36e-arg G）在酸胁迫环境中表现出较强的生长性能,其中,重组菌株的酸耐受限度由p H 3.4提高到p H 3.2。arg G的过表达,改变了植物乳杆菌氨基酸代谢通路的代谢流,ADI通路和苹果酸代谢的代谢流显著增加,细胞内ATP含量和H+-ATPase酶活显著上升,胞内p H保持在一个较高的水平,从而有效增强植物乳杆菌的胁迫耐受性。伴侣蛋白hsp18合成,DNA损伤修复相关的基因uvr A、rec N、rec O、rec A和rec F的表达,柠檬酸代谢速度并没有因为arg G的过表达而上调,它主要通过调节细胞内外H+稳定、提高H+-ATP酶活和提高ATP产量等方式提高酸胁迫耐受性。