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环境因子与生命体系相互作用的研究对改善人类的生存、生活与生产都有着重要意义。酵母是一种理想的模式生物,也是一种广泛用于工业生产的生物材料。A1~3+和高温是重要的环境胁迫因子。目前酵母Al毒的机制尚未明晰,特别是具有强氧化作用的Al~3+是否会对酵母造成氧化胁迫还未被揭示,同时胞内GSH、SOD等抗氧化剂以及具有广谱抗逆性作用的海藻糖是否与酵母的耐Al机制相关也未见报道。对于酵母耐热性虽已研究较多,但耐热酵母的耐热机理仍不清楚。因此,本文以酿酒酵母为材料,选取Al~3+和高温两种逆境因子进行实验。研究选用酿酒酵母CY4、CY8(gshl 缺陷株):LK、LT(耐Al突变株):LK、HU-TY-1(耐高温菌株)等三对菌株为主要材料,对酵母Al毒形式及对Al~3+的吸收、Al诱导的ROS及膜脂过氧化水平、GSH、SOD与海藻糖在耐Al机制中的作用以及耐热菌株的热激蛋白表达特征等开展了一系列研究,以进一步阐明Al~3+与高温胁迫对酿酒酵母的作用机理,为相关理论的完善和酵母的遗传改良打下基础。 1.观察了Al对酿酒酵母的毒性形式。实验发现Al~3+处理后,酵母细胞的菌落生长明显受抑制,细胞的相对生长率和生长密度均显著降低:在低浓度(≤500M)Al~3+作用下,对数期明显延长;而在较高浓度(1001μM)Al~3+作用下,细胞基本停止生长,长期处于延滞期。通过FDA-PI染色并在荧光显微镜下观察发现,Al~3+处理后细胞粘连成簇状,死细胞明显增多,特别是新出芽细胞死亡率明显增高。可见酵母细胞对Al非常敏感,毒性形式呈多样化。 2.分析了酵母细胞对Al~3+的吸收特性。结果表明,CY4、CY8菌株在Al~3+处理后都会在胞内积累一定浓度的Al~3+:耐Al性较低的缺陷型菌株CY8的Al~3+吸收值随着处理浓度的提高而提高,且显著高于野生型菌株CY4,其中在501μM Al~3+处理后可高2.1倍;而野生型菌株CY4在不同Al~3+处理后的吸收值则无显著差异。可见Al~3+的吸收积累是造成酵母Al毒的基础,而且吸收值与菌株的耐Al性呈负相关。 3.研究并发现Al对酵母细胞的氧化应激作用。利用特异性荧光探针DCFH-DA(二氯二乙酸酯荧光素)对胞内活性氧(ROS)水平进行了检测。结