锁掷酵母(Sporidiobolus pararoseus)是一类能产生弹射孢子的酵母菌的统称。其中Sporobolomces和Sporidiobolus属的菌种,积累圆酵母素、红酵母红素和β-胡萝卜素等类胡萝卜素。类胡萝卜素具有多种重要的生物学功能和应用价值,其中圆酵母素等具有抗盐胁迫的作用。类胡萝卜素具有多种重要的生物学功能和应用价值,近期研究发现其中的圆酵母素具有抗氧化和抗前列腺癌的作用。本试验以积累不同色素组分酵母细胞为材料,研究类胡萝卜素在线粒体等亚细胞结构上的分布;在盐胁迫与温度胁迫条件下,检测细胞死亡率、线粒体数量、细胞凋亡及胞内ROS水平,分析类胡萝卜素在防止细胞凋亡中的作用。主要结论如下:(1)类胡萝卜素分布在质膜、高尔基体、线粒体等膜结构上,黄色β-胡萝卜素在质膜和高尔基体上较多,红色的圆酵母素和红酵母红素在线粒体分布更多;推测圆酵母素和红酵母红素定位在线粒体膜上,通过清除ROS保护线粒体,避免膜电位变化,进而避免细胞凋亡。(2)盐胁迫诱发酵母细胞死亡,并与盐浓度正相关;与无色素细胞对比,含类胡萝卜素细胞在盐胁迫(1 mol/L Na Cl)时,细胞死亡率显著降低;当盐浓度大于1.5 mol/L时,富含圆酵母素和红酵母红素的酵母细胞的细胞死亡率最低,暗示红色色素具有更强的抗盐能力。(3)0.5 mol/L Na Cl盐胁迫即可诱发ROS引起线粒体膜电位变化发生的酵母细胞凋亡,并使细胞线粒体数量减少;在盐胁迫下,含类胡萝卜素细胞比无色素细胞显著地减少细胞凋亡;色素通过清除线粒体ROS,防止线粒体膜电位变化引发的酵母细胞凋亡;在盐胁迫后,富含圆酵母素和红酵母红素的酵母细胞比富含β-胡萝卜素细胞线粒体更稳定。(4)温度胁迫引发氧化胁迫和蛋白失活等系统性损伤,诱发酵母细胞死亡和凋亡;类胡萝卜素降低温度胁迫产生的胞内ROS,但不能阻止细胞凋亡。