中國科學院成都生物研究所趙海研究團組以篩選到的耐高溫高產酵母菌株M206111為研究對象,對高溫發酵末期酵母基因芯片的結果進行分析,選出9個表達變化明顯且表達產物參與重要的細胞代謝過程的基因,用實時熒光定量PCR(Quantitative
Real Time
PCR)技術對這9個基因在高溫發酵過程中的轉錄變化情況進行研究,結果表明,40℃發酵6h時,HSP26表達水平相對于30℃時上調166倍。發酵中期時,基因SSA3和SSA4上調22.63和14.06倍,此時HSP26表達倍數僅為上調20.35倍。編碼乙醇脫氫酶的ADH4基因和丙酮酸脫羧酶PYK2基因在高溫發酵過程中表達呈下調狀態,而乙醇生成速率也呈下降趨勢,發酵時間較對照延長。固醇合成基因ERG9,HMG1和HMG2在高溫發酵過程中均呈下降趨勢,發酵末期下調倍數分別為12.5倍、5倍和9.09倍。除了6h下調表達1.8倍外,與多種代謝途徑有關PGM1的表達在發酵過程中呈上調趨勢。此外,40℃發酵時海藻糖含量較30℃明顯提高,最多時達到細胞干重的22%。高溫發酵結束后通過溫度回復處理發現熱激蛋白上調表達程度降低,HSP26僅上調4.27倍,海藻糖含量進一步下降,而下調基因則均呈上調趨勢。有研究表明,酵母耐熱性的獲得與海藻糖積累緊密相關,是多種熱激蛋白基因協同作用的結果,在誘導酵母產生耐高溫特性時往往也會顯示耐乙醇特性,這兩種應激機制之間可能存在共同的調控機制。
研究結果進一步闡明了與酵母耐熱性相關的機理,可為耐高溫酵母的培育和改造提供更多的信息,相關研究結果發表于Annals of Microbiology,
2013,4(63):1433-1440。