近日，刘延琳教授所带领的葡萄酒酵母种质资源创新与产业应用团队在微生物代谢互作调控葡萄酒产香方面取得重要进展，相关研究结果在农林科学领域TOP期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》最新一期（2025, volume 73, pp 12418 - 12432）上以封面文章发表，论文题目为《Unraveling Time-Resolved Transcriptional and Metabolic Shifts in the Mixed Fermentation of Saccharomyces cerevisiae and Hanseniaspora uvarum》。
葡萄酒发酵和风味形成是由多种微生物驱动的复杂生化反应所塑造的。非酿酒酵母（如葡萄汉逊酵母）常与酿酒酵母混合发酵以增强葡萄酒的香气。然而，由于缺乏对发酵过程中转录反应和代谢行为的系统性认识，混合发酵过程的合理控制受到了阻碍。针对这一问题，刘延琳教授团队在发酵微生物群落构成、微生物互作机制等方面展开了系列深入研究。
基于团队前期探索，本研究以酿酒酵母和葡萄汁有孢汉逊酵母双菌系统的基因组规模代谢建模为框架，结合转录组学、代谢物测定和代谢通量计算等方法，系统解析了双菌系统在葡萄酒发酵过程中的代谢行为变化。研究主要发现：在转录水平上，葡萄汁有孢汉逊酵母的加入导致酿酒酵母基因表达发生显著变化，尤其发生在乙醛酸和二羧酸代谢、丙酮酸代谢以及氨基糖和核苷酸糖代谢等途径中。研究还揭示了两种酵母在混合发酵中采用了独特的糖利用模式、乙醇生成、脂肪酸代谢以及中心碳分配策略。此外，研究发现了两个代谢旁路可以减少乙醇生成并维持代谢平衡。通量分布分析还揭示了有机酸、氨基酸和发酵产物之间的联系，突出了部分三羧酸循环在发酵过程中的作用。此外，还发现了两种真菌之间的代谢相互作用，这有助于混合发酵过程中挥发性化合物（如2 -苯乙醇和吲哚- 3 -乙醇）的生成。这些发现为混菌发酵条件下转录调控和代谢策略提供了更全面的见解，还为定向控制和优化葡萄酒风味提供了可能的靶点。
博士后孙清为该论文第一作者，刘延琳教授为主要通讯作者。我校生命学院陶士珩教授与博士后王澔为共同通讯作者。该研究由国家自然科学基金（U21A20269, 32372312, 32171458）资助完成。
刘延琳教授团队长期从事酿酒微生物资源的开发和利用，2025年已在《Journal of Agriculture and Food Chemistry》、《Food Chemistry》、《Food Research International》等学院高质量A类期刊发表13篇中科院一区研究论文。
