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为探究酿酒酵母（S. cerevisiae）在温和胁迫下的生理和形态变化，研究人员分析其从十种温和胁迫条件下的恢复情况，测定相关指标并成像。结果显示不同胁迫影响各异，且证明全息断层成像可精准测定单细胞形态变化，为该领域研究提供新视角。
在奇妙的微观世界里，微生物的生存和发展受环境影响极大。就拿酿酒酵母（
Saccharomyces cerevisiae）来说，它作为单细胞生物，时刻暴露在复杂多变的环境中，外界环境的任何风吹草动，比如营养物质的多寡、温度的起伏、渗透压的改变等，都可能对其生长和代谢产生重大影响。尽管科研人员已经发现了酵母应对胁迫的多种分子机制，但对于单细胞在胁迫下的生理和形态变化，了解还十分有限。目前，关于酿酒酵母在不同胁迫下的单细胞形态改变缺乏全面研究，也没有系统分析其在多种胁迫下的恢复过程、活力及适应性变化。为了填补这些知识空白，来自国外的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Fungal Genetics and Biology》上，这一研究为揭示酿酒酵母应对胁迫的奥秘提供了关键线索。
研究人员主要运用了两种关键技术方法。一是进行一系列生长分析实验，观察酿酒酵母在不同胁迫条件下的生长情况；二是采用全息断层成像（holotomography）技术，利用光学衍射断层扫描（ODT）对受环境胁迫的酵母细胞进行高分辨率三维活细胞成像，从而精确获取细胞形态变化信息。
酵母菌株及生长条件
研究选用酿酒酵母野生型菌株 BY4741（MATa; his3Δ1; leu2Δ0; met15Δ0; ura3Δ0） 。实验时，先将冷冻保存的菌株接种到固体 YPD 平板上，再把平板上的单菌落接种到 YPD 液体培养基中，在 30℃、180rpm 的条件下持续振荡培养。实验设置了 11 种不同的生长条件，以此确保实验的全面性和准确性。通过这种培养方式，为后续研究提供了稳定且具有代表性的实验样本。
温和暂时非生物胁迫下HSP12、GPD1和EXO1的表达失调
研究人员对处于 11 种生长条件下的酿酒酵母细胞进行研究。基于前人研究，选择 15 分钟的胁迫处理时间，因为有研究表明 15 分钟的胁迫会改变 66% 酿酒酵母基因的表达。在本次研究中，15 分钟胁迫处理后，研究人员观察到核糖体相关小 RNA 出现显著变化，这一结果暗示了胁迫对细胞内分子层面的重要影响，为进一步探究胁迫下细胞的生理变化提供了重要线索。
研究结果
- 恢复时间和倍增时间：研究发现，经历高渗和糖饥饿胁迫的酵母培养物恢复时间最短，倍增时间也最短。这表明在这两种胁迫条件下，酵母细胞能够快速调整自身状态，恢复生长和增殖能力。而经过糖饥饿、氨基酸（AA）饥饿和高 pH 胁迫的酵母，增殖能力明显低于对照组，说明这些胁迫对酵母细胞的增殖产生了较大的抑制作用。
- 静止生长期：受到低渗和热胁迫的酵母，其静止生长期明显缩短；相反，经过厌氧和紫外线（UV）胁迫的酵母，静止生长期显著延长。这反映出不同胁迫对酵母细胞生长周期的不同调控机制，暗示了细胞在不同胁迫环境下的适应性策略存在差异。
- 细胞形态及内含物变化：研究人员利用全息断层成像技术，观察到在胁迫条件下，酵母细胞的形状、菌落形成、细胞壁损伤、体积、球形度、蛋白质和脂质含量等方面均发生了变化。其中，UV 和高渗胁迫引起的变化最为显著。这不仅直观展示了胁迫对酵母细胞形态的影响，还为深入研究细胞内部结构和功能的改变提供了依据。
研究结论与讨论
本研究详细展示了酿酒酵母从十种不同温和胁迫条件下的恢复过程，以及在形态和生物学特征方面出现的显著胁迫依赖性变化，包括单细胞形状、尺寸、分子含量（蛋白质、脂质和脂滴）和繁殖能力（芽体大小）等。尽管过去几十年间，科研人员已通过不同方法对酵母的这些特征进行过研究，但这是首次针对温和暂时非生物胁迫下酵母活力、适应性和形态的定性和定量变化进行的详细报道。
该研究的意义重大。一方面，它加深了人们对酿酒酵母应对环境胁迫机制的理解，为微生物学领域研究细胞与环境的相互作用提供了新的视角和数据支持；另一方面，研究中使用的全息断层成像技术，被证明在精确测定单细胞形态变化方面具有卓越的优势，这为后续相关研究提供了可靠的技术参考，有望推动该领域研究方法的进一步发展。同时，对酿酒酵母在不同胁迫下的深入了解，也可能为工业发酵等实际应用提供理论指导，帮助优化生产过程，提高发酵效率。总之，这项研究为生命科学领域对单细胞生物应对环境胁迫的研究开辟了新的方向，具有重要的理论和实践价值。
