目前发现超过1500种的酵母，已鉴定700多种，但只有一少部分在工业中使用。酵母菌具有优良的发酵特性和营养特性，在实际生产中可以根据对酵母细胞数量、细胞组成成分的需求，或者对酵母代谢产物的需求，按照不同日的来确定酵母发酵的生产工艺。工业上常用的酵母种类有酿酒酵母、异常汉逊氏酵母、粟酒裂殖酵母、黏红酵母、热带假丝酵母、产朊假丝酵母、解脂假丝酵母、巴斯德毕赤酵母等。目前酵母及酵母衍生物已广泛应用于食品（酿酒、烘焙与中式发酵、调味品生产等）、医药和化工（即食营养酵母，酵母谷胱甘肽，核糖核酸、B族维生素、酵母多糖、麦角固醇等），农业（单细胞蛋白饲料、农业肥料、益生菌等）、生物能源（燃料乙醇）、生物工程（基因工程的受体菌）等领域。

1996年6月，在国际互联网的公共数据库中公布了酿酒酵母的完整基因组顺序，它被称为遗传学上的里程碑。因为首先，这是人们第一次获得真核生物基因组的完整核苷酸序列；其次，这是人们第一次获得一种易于操作的实验生物系统的完整基因组。

在酿酒酵母测序计划开始之前，人们通过传统的遗传学方法已确定了酵母中编码RNA或蛋白质的大约2600个基因。通过对酿酒酵母的完整基因组测序，发现在12068kb的全基因组序列中有5885个编码专一性蛋白质的开放阅读框。这意味着在酵母基因组中平均每隔2kb就存在一个编码蛋白质的基因，即整个基因组有72%的核苷酸顺序由开放阅读框组成。这说明酵母基因比其它高等真核生物基因排列紧密。如在线虫基因组中，平均每隔6kb存在一个编码蛋白质的基因；在人类基因组中，平均每隔30kb或更多的碱基才能发现一个编码蛋白质的基因。酵母基因组的紧密性是因为基因间隔区较短与基因中内含子稀少。酵母基因组的开放阅读框平均长度为1450bp即483个密码子，最长的是位于Ⅻ号染色体上的一个功能未知的开放阅读框（4910个密码子），还有极少数的开放阅读框长度超过1500个密码子。在酵母基因组中，也有编码短蛋白的基因，例如，编码由40个氨基酸组成的细胞质膜蛋白脂质的PMP1基因。此外，酵母基因组中还包含：约140个编码RNA的基因，排列在Ⅻ号染色体的长末端；40个编码SnRNA的基因，散布于16条染色体；属于43个家族的275个tRNA基因也广泛分布于基因组中。

序列特征

遗传信息分布在16个染色体中。其中有大约1/3的编码基因被认为是“孤儿”基因，也就是说，这些基因没有已知功能，这是因为这些基因的转录产物与酿酒酵母成其他生物所赋子功能的基因缺乏重要的同源性。这一数据仍在不断的体改中。

此染色体是由高、低G-C含量DNA结构域交替组成的，这和基因密度在染色体中的变化是呈相关性的。比如在染色体中已经证实了碱基组成的周期性变化与染色体臂重组频率的变化是平行的，富含G-C区的波峰总与每一个染色体臂中的高度重组区相重合，而富含A-T区的波谷总与低度重组的着丝点和端粒序列相重合。也有实验证实，在酵母菌中与遗传重组起始有关的基因双链分离现象，与此染色体中富含G-C的区域直接相关。

酵母基因组另一个明显的特征是含有许多DNA重复序列，其中一部分为完全相同的DNA序列，如rDNA与CUP1基因、Ty因子及其衍生的单一LTR序列等。在开放阅读框或者基因的间隔区包含大量的三核苷酸重复，引起了人们的高度重视。因为一部分人类遗传疾病是由三核苷酸重复数目的变化所引起的。还有更多的DNA序列彼此间具有较高的同源性，这些DNA序列被称为遗传冗余（genetic redundancy）。酵母多条染色体末端具有长度超过几十个kb的高度同源区，它们是遗传丰余的主要区域，这些区域至今仍然在发生着频繁的DNA重组过程。遗传冗余的另一种形式是单个基因重复，其中以分散类型最为典型，另外还有一种较为少见的类型是成簇分布的基因家族。成簇同源区（cluster homology region，简称CHR）是酵母基因组测序揭示的一些位于多条染色体的同源大片段，各片段含有相互对应的多个同源基因，它们的排列顺序与转录方向十分保守，同时还可能存在小片段的插入或缺失。这些特征表明，成簇同源区是介于染色体大片段重复与完全分化之间的中间产物，因此是研究基因组进化的良好材料，被称为基因重复的化石。染色体末端重复、单个基因重复与成簇同源区组成了酵母基因组遗传丰余的大致结构。

研究表明，遗传冗余中的一组基因往往具有相同或相似的生理功能，因而它们中单个或少数几个基因的突变并不能表现出可以辨别的表型。

酿酒酵母是单细胞，卵圆形或球形，具细胞壁、细胞质膜、细胞核（极微小，常不易见到）、液泡、线粒体及各种贮藏物质，如油滴、肝糖等 。酿酒酵母生长在麦芽汁琼脂培养基上的酿酒酵母菌落为乳白色，有光泽、平坦、边缘整齐；细胞宽度2.5-10 μm，长度 4.5 -21 μm，长与宽之比为 1 -2，多为圆形、卵圆形或卵形。

酿酒酵母细胞壁为双层结构，内层是由β-1，3-葡聚糖和 β-1，6-葡聚糖组成的葡聚糖层，在出现牙痕的附近还含有一定数量的几丁质。外层是由性质不同的各种甘露糖蛋白组成。在酵母细胞壁中，甘露糖蛋白是酵母细胞壁的重要组成部分，它除了可以参与酵母细胞之间的交配外，还与菌落形态变化以及生物大分子的免疫识别等相关。

酿酒酵母与细菌相比，在细胞大小、细胞壁组成、生长温度等方面都有很大差异（详见下表2）。

酿酒酵母的单倍体营养细胞和双倍体营养细胞都可以进行出芽繁殖。单倍体的营养细胞进行出芽繁殖，两个营养细胞结合，质配后进行核配，形成双倍体，进行出芽繁殖，成为双倍体的营养细胞，双倍体的营养细胞以后转变为子囊，核减数分裂形成4个子囊孢子，单倍体的子囊孢子进行芽殖。

酿酒酵母多以营养体状态进行出芽繁殖，在特定的条件下进行有性繁殖。繁殖方式分为以下三种：

出芽繁殖：出芽时，由母细胞生出小突起，为芽体（芽孢子） 经核分裂后，一个子核移入芽体，芽体长大后与母细胞分离，单独成为新个体。繁殖旺盛时，芽体未离开母体又生新芽，常有许多芽细胞联成一串，称为假菌丝；

孢子繁殖：在不利的环境下，细胞变成子囊，内生4个孢子，子囊破裂后，散出孢子；

接合繁殖：有时每两个子囊孢子或由它产生的两个芽体双双结合成合子 合子不立即形成子囊，而产生若干代二倍体的细胞，然后在适宜区的环境下进行减数分裂，形成子囊，再产生孢子。

酿酒酵母在自然界中分布较广，属兼性厌氧微生物。繁殖时需要大量的氧气，而酒精发酵时就不需要氧气。

酿酒酵母的生长速率明显受到环境变化的影响，其中温度和pH值是主要的两个方面。温度是一种几乎可以影响细胞内所有生物化学进程的因素。高温可使一些蛋白、DNA、RNA变性，并且会影响细胞生物膜的结构和功能，而低温会抑制细胞内参加代谢反应酶的活性，从而影响酿酒酵母的生长。酿酒酵母最适生长温度为28-30℃，培养温度若高于45℃，酿酒酵母会对温度非常敏感；培养温度若在50℃持续5 min，酿酒酵母菌株99%会死亡。

大多数酿酒酵母能在pH值为2.5-8.0的培养基中生长，由于酿酒酵母有嗜酸性，根据培养温度、氧化应激、培养基和菌株的不同，最佳生长pH值约在4-6之间。培养基初始pH值过高或过低均会影响酵母菌的生长。Liu等研究发现，当pH值低于3时，酵母菌的停滞期会延长；当pH值在2.5时，酵母菌生长完全被抑制；Antonio等发现，当pH值为8时酵母菌生长速度显著降低，pH值为9时生长完全停止。

此外，氧化应激、培养基组成、渗透压等因素均会影响酿酒酵母的生长。

酵母属狭义酿酒酵母组（ Saccharomyces sensu stricto），包括7个紧密相关的种：酿酒酵母（Sac. cerevisiae）、奇异酵母（Sae. paradoxus）、贝酵母（Sac. bayanus）、巴斯德酵母（Sae. pastorianus）、里约酵母（Sac. cariocas）、麦卡特酵母（Sac. mikatae）和库维酵母（Sac. kudriavzevii）。巴斯德酵母一般认为是酿酒酵母和贝酵母的杂交种。大量生态和生物技术方面的研究表明，酿酒酵母是酒精生产和果汁发酵酿酒的主要菌种，传统的名称，如椭圆酵母（Sac. ellipsoideus）、卵形酵母（Sac. ouiformis）、Sac. chensiensis、薛瓦酵母（Sac. chevalieri）等代表Sac. cereuisiae种下具有不同技术性能的株系。啤酒生产中应用的菌株大多属于巴斯德酵母。奇异酵母只存在于自然环境中，从生产环境中很少分离到，用于工业生产的酿酒酵母菌株可能由奇异酵母驯化而来。贝酵母曾用名葡萄汁酵母（Sac. uvaria），广泛用于生产面包和酿造葡萄酒。

根据产品用途还可将酿酒酵母分为酒精活性干酵母、白酒活性干酵母、葡萄酒活性干酵母、黄酒活性干酵母和啤酒活性干酵母等。其中白酒用活性干酵母又分为很少产酯的酒精活性干酵母和产酯能力强的生香活性干酵母。

酿酒酵母的无性繁殖方式筛选。对液体培养基培养48h的酵母菌株，在16×40倍显微镜镜检，筛选出以多端出芽繁殖的菌株。

WL琼脂培养基筛选酿酒酵母。将分离出来的酵母菌株，接种液体培养基活化24h后接种到WL琼脂培养基，27℃培养Sd后观察，筛选出菌落颜色为奶油色（浅黄色）至绿色，表面为球形突起，光滑，不透明，奶油状的菌株。

赖氨酸培养基筛选。接种液体培养基活化24h后，按照1%接种量接种酵母到5mL无菌水中进行饥饿处理，5d后，接种到赖氨酸培养基，27℃培养5d后观察是否有酵母生长，培养48h后没有菌落出现的继续培养，直到15d后仍无菌落生长说明可能是酿酒酵母。

形态与培养特征。将菌种接种到液体培养基中，25℃培养3-7d，观察是否发酵、培养液是否浑浊，是否形成环或岛，沉淀量多少及松紧状况，并制水浸片于显微镜下观察，记录酵母的无性繁殖方式与细胞的形状。将酵母在琼脂培养基上划线，于28℃培养3-4d，观察其菌落形态。

酵母假菌丝的观察。将菌株在25℃活化后，在琼脂平板上划线接种（每个平板2-3条），在菌线上盖上无菌盖玻片，在28℃下培养5-10d。

酵母菌子囊孢子的观察。把产子囊孢子培养基做成斜面；菌株在25℃琼脂培养基活化1-2d后，接种到生孢培养基斜面上划线，25℃培养3d，镜检是否有子囊孢子。凡未见孢子的在17℃左右保持4-6周，每周再检查是否出现子囊孢子。

酿酒酵母菌含丰富的蛋白质、维生素、矿物质、多糖和许多生物活性物质，有许多完整的酶系，并含有2.5%-10%的核糖核酸（ribose nucleic acid，RNA）。

酿酒酵母细胞壁含有丰富的β-1，3-葡聚糖和甘露寡糖（mannan oligosaccharide，MOS），其含量可达到细胞壁干质量的95%左右。β-葡聚糖是通过β-1，3/1，6糖苷键的方式结合形成的一种结构多糖，位于酵母细胞壁的内层，占细胞壁干质量的30%-60%。β-葡聚糖在食品工业得到广泛应用。甘露寡糖主要由酿酒酵母细胞壁中的甘露聚糖酶解而来，是由几个甘露糖分子或甘露糖与葡聚糖通过α-1，2或β-1，3和α-1，6糖苷键组成的寡聚糖，位于细胞壁的外层。

酵母细胞原生质中含丰富的小肽，特别是谷胱甘肽（glutathione，GSH），可直接快速地被动物吸收利用，且耗能低，载体不易饱和。酿酒酵母富含核酸，其中约95%为RNA，占细胞干质量的7%-10%。

酿酒酵母中含超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD），SOD可催化超氧阴离子的歧化反应，消除超氧阴离子的毒性，对机体具有保护作用。此外，酿酒酵母菌体中还含有海藻糖、维生素、矿物质和三磷酸腺苷等营养和功能成分，这些成分也在不断地进行研究利用中。

酿酒酵母作为单细胞真核生物的代表，发酵工艺成熟，生物安全性高，主要用于燃料乙醇、白酒、葡萄酒、啤酒等的酿造生产中。酿酒酵母活菌、非活性成分及细胞组成成分也已广泛应用于畜牧养殖业和饲料工业。

在酿酒工业上的应用

酵母菌将葡萄糖、果糖、甘露糖等单糖吸入细胞内，在无氧的条件下，经过内酶的作用，把单糖分解为二氧化碳和乙醇，此作用即发酵。

酿酒酵母乙醇生成途径：葡萄糖是很容易利用的碳源，许多微生物都能够利用葡萄糖发酵生产乙醇。酵母菌在厌氧条件下进行葡萄糖乙醇发酵，发酵过程包括葡萄糖酵解和丙酮酸的无氧降解两大生化反应过程。该过程主要由两个阶段组成，第一阶段葡萄糖通过糖酵解途径分解成丙酮酸；第二阶段丙酮酸由脱羧酶催化生成乙醛和二氧化碳，乙醛进一步被还原成乙醇。

在畜牧养殖业上的应用

活菌可以作为益生菌或发酵菌剂使用。酿酒酵母属于兼性厌氧菌，在进入动物胃肠道后，可以消耗胃肠道的氧气，造成厌氧环境，从而促进有益菌群的繁殖，改善动物消化道微生态平衡。体外试验研究表明，酿酒酵母还可以有效吸附肠道病原菌（鼠伤寒沙门氏菌）。布拉迪酵母是属于酵母属、酿酒酵母亚种的一种酵母，大部分酿酒酵母最适生长和代谢温度为30℃，而布拉迪酵母菌株具有天然耐热性，在37℃生长良好。目前布拉迪酵母已作为一种非毒性酵母菌，在欧洲、南美、非洲等地区广泛应用于腹泻治疗。 研究表明，布拉迪酵母菌株耐酸性能良好，pH 2条件下1h存活率达75%。布拉迪酵母可以分泌多胺物质（腐胺、精胺和亚精胺），促进动物肠道成熟，增强肠细胞对营养物质的吸收能力。在妊娠和泌乳日粮中添加布拉迪酵母，降低了母猪后肠微生物菌群大肠杆菌和产气荚膜梭菌总数。

酿酒酵母可以作为发酵菌剂使用，或与其他益生菌配伍，用于饲用原料的发酵处理，提升原料价值。如利用酿酒酵母固态发酵白酒糟生产蛋白饲料；利用酿酒酵母菌和植物乳杆菌混合发酵玉米加工副产物；通过酿酒酵母对玉米浆中亚硫酸盐进行无机硫的转化，降低其亚硫酸盐含量。采用酿酒酵母（4%）和米曲霉（0.5%）复合菌种发酵豆粕，发酵豆粕中的粗蛋白质和酸溶蛋白分别提高21.27%、695.97%。

在饲料工业上的应用

酿酒酵母非活性形式和细胞组分，可以作为酵母有机微量元素、功能性蛋白原料、免疫增强剂、霉菌毒素吸附剂、抑菌促生长剂使用。酿酒酵母通过对金属元素的细胞外富集、细胞表面吸附或络合、细胞内富集和转化，可以将金属无机形式转化为有机形式，已实现酵母铬、酵母硒、酵母铁、酵母锰、酵母铜的开发。作为有机微量元素，目前在畜牧养殖中应用最为广泛的是酵母硒。研究表明，与亚硒酸钠相比酵母硒能提高奶牛对养分的消化率以及受胎率，增强机体抗氧化能力，改善泌乳性能。与亚硒酸钠相比，在母猪饲料中添加酵母硒能显著提高仔猪初生窝重和个体重、断奶窝重和个体重，提高母猪乳汁、仔猪血液、肾脏、肝脏和肌肉中硒的存留量。摄食含酵母硒的饲料，明显降低了猪肉贮藏期间的硫代巴比妥酸值、肌肉的滴水损失。

酿酒酵母富含蛋白质、核酸、维生素、多糖等营养物质，且可以通过菌株筛选方式获得高营养成分的菌株，如高蛋白、高核酸酵母菌株的筛选。将酵母细胞自溶、酶解，可以获得酵母水解物。大量研究表明，酵母水解物作为一种功能性蛋白原料在饲料中使用，在诱食、促生长效果方面作用明显，具有替代血浆蛋白粉、鱼粉的潜力。

酵母细胞壁的特殊空间结构可以通过氢键、离子键和疏水作用力等对霉菌毒素 （如黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮）有效进行吸附。目前，酵母细胞壁广泛应用于饲用霉菌毒素吸附剂产品开发。其他研究也表明，通过酿酒酵母菌株筛选、制备及提取工艺的优化，可以获得酵母葡聚糖及其衍生物，对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌等均有抑制作用。

欧盟饲料原料目录（EU）No 68/2013中规定，可以在饲料中使用的微生物、微生物发酵（副）产物、酿造生产副产物、生物燃料生产副产物，涉及的11种酵母中就包括酿酒酵母。在中国饲料原料目录（2013年）和饲料添加剂目录（2013年）中，对单细胞蛋白、微量元素、着色剂、多糖、微生物的5个类别，18种原料或添加剂所使用的酵母菌种进行了限定。目前由中国农业部批准，在饲料原料和添加剂中可以合法使用的酵母就有酿酒酵母。

在生物科研上的应用

因酿酒酵母与同为真核生物的动物和植物细胞具有很多相同的结构，又容易培养，酵母被用作研究真核生物的模式生物。自1996年以来，酿酒酵母作为真核模式生物已经完成了全基因组测序、转录组分析、蛋白质相互作用网络图以及代谢功能图谱等工作。在众多的模式生物中，对酿酒酵母的研究最为深入，且最为广泛地被运用到各个领域。作为模式生物的先驱，酿酒酵母的优势在以下两个方面的应用尤为突出。

（1） 酿酒酵母作为模式生物在外源基因功能鉴定中的应用

酿酒酵母基因组小，生命周期短，繁殖快速，再加上实验操作上更简易，具有简便的平板影印能力，非常适合遗传周期短，繁殖快速，再加上实验操作上更简易，具有简便的平板影印能力，非常适合遗传学上的分析研究。同时，酿酒酵母具有稳定的单倍体和二倍体细胞，在实验条件下，酿酒酵母的二倍体和单倍体这两种状态可以相互转换。在众多的模式生物中，这是酿酒酵母较为突出的优点，这在基因功能鉴定上的应用尤为重要。目前，酿酒酵母基因转化与性状互补已经被广泛地应用到确定新外源基因的功能中。理论上，与任何一种遗传学特征相对应的不同生物的结构基因都可以通过质粒文库的互补作用，而在酿酒酵母缺失突变体中得到鉴定。研究表明，利用整合型质粒（Yip 型），可以精确地对酿酒酵母基因组中的任意基因进行置换，并可以通过孢子繁殖中的四分体分析技术，有效地进行相关基因功能的观测和研究。另外，也可以将外源基因克隆于酿酒酵母表达载体上，转化野生型或突变型酵母菌株，通过观察酵母的表型变化来推测该基因的生物学功能。例如，科学家将玉米中可能编码脂肪酸脱氢酶的基因fad2导入野生型的酵母细胞中，利用基因表达技术，发现带有玉米基因的野生型酵母中出现了相应的不饱和脂肪酸，证明该基因具有编码脂肪酸脱氢酶的功能。

（2）酿酒酵母作为模式生物在人类基因功能研究中的应用

酿酒酵母作为单细胞真核生物，具有和动植物细胞相似的结构特征，包括细胞核，内质网，高尔基体，线粒体，过氧化物酶体，细胞骨架等，而且其细胞生长发育过程和动植物细胞也有很高的相似性，很多基因在酵母和动植物细胞中是高度保守的。而且，酵母细胞很容易进行生物化学和分子生物学操作，因此，酵母是基因功能研究中常用的模式生物。作为模式生物，酿酒酵母在人类基因功能研究上做出了很大的贡献，若一个未知功能的人类基因通过功能互补实验能够补偿酿酒酵母当中某一个已知功能的突变基因，那么，这个未知功能的人类基因与已知功能的酿酒酵母突变基因之间就具有相似的功能。例如，这个未知功能的人类基因与已知功能的酿酒酵母突变基因之间就具有相似的功能。例如，人类有3个基因与半乳糖血症有关，它们分别是CALT （UDP-半乳糖转移酶）、CALK2（半乳糖激酶）以及GALE （UDP-半乳糖异构酶），相对应的，它们分别能补偿酿酒酵母中相应的GAL7、GAL1、 GAL10这3个基因的突变。利用酿酒酵母这种模式生物与人类基因之间的功能互补实验，两者越来越多的相关基因在遗传学水平上被验证。现在已经发现71对酿酒酵母与人类的互补基因，其中20个基因与基础代谢有关，16个与基因表达有关，1个与蛋白质运输有关，7个与DNA的合成修复有关，7个与信号转导相关，17 个与细胞周期有关。实验表明，在人类的遗传疾病中能够检测到接近50%的蛋白质和酿酒酵母蛋白质在氨基酸序列上具有一定的相似性，所以，人们能够较为合理地推测大部分的酵母蛋白质可以在人的蛋白质组当中找到相应同源物。最终根据酿酒酵母蛋白质组成员之间在结构以及功能上的等同性对人类的蛋白质做出分析。

作为一种重要的模式生物，酿酒酵母可以帮助人们鉴定更多影响衰老的哺乳动物基因。由于酿酒酵母很容易进行遗传学操作和高通量筛选，它将继续作为研究人类衰老和相关疾病的理想模型。

在医药方面的应用

在医药上，因酵母富含含维生素B、蛋白质和多种酶，所以菌体制成成酵母片，用于治疗消化不良；还可从酵母菌中提取出用于生产核酸类衍生物、辅酶A.细胞色素C、谷胱甘肽和多种氨基酸的原料。

用于生产重组乙型肝炎疫苗（酿酒酵母）。该疫苗系由重组酿酒酵母表达的乙型肝炎（简称乙肝）病表面抗原（ HESAR）经纯化，加入铝佐剂制成。用于预防乙型肝炎。

中美科学家针对目前已经研究清楚的四种天然苯二酚内酯聚酮化合物（monocillin II、resorcylide、lasiodiplodin和curvularin）的模式生物合成途径，利用组合生物合成技术，通过聚酮合酶亚基重排和随机组合，在酿酒酵母中异源表达新型聚酮合酶，实现一系列“非天然的”的聚酮类化合物的一步合成，为新一代药物筛选提供新的候选化合物库。

其他

酿酒酵母较其他微生物，具有良好的食品安全性；具有低pH耐受性，有利于高效积累有机酸、降低下游提取纯化成本；具有高葡萄糖耐受性，为实现高密度发酵奠定基础。酿酒酵母被认为是二羧酸生产的潜在高效细胞工厂。

2018年8月《自然》杂志在线发表了一篇论文，覃重军研究团队与合作者在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞，中国科学家独立创造了全新的自然界不存在的生命。

研究人员历经4年时间，通过15轮的染色体融合，最终成功创建了只有一条线型染色体的酿酒酵母菌株。经过代谢、生理、繁殖功能及染色体三维结构的鉴定，覃重军等人发现，虽然人工酵母的单条线型染色体三维结构发生了巨大变化，但这种酵母与天然酵母一样具有正常的细胞功能。

酿酒酵母菌是最简单的真核模式生物之一，具有16条染色体。中美两国的科学家都希望挑战最大限度的酵母菌染色体融合。最后，Boeke团队获得了具有2条染色体的酵母菌，而中国学者把全部16条染色体融合成了一条。

单染色体酵母的诞生，被认为是继上世纪60年代中国人工合成牛胰岛素和tRNA之后，中国在合成生物学领域的又一个重要贡献。

合成生物学家重建酿酒酵母的大型项目将于2020年完成。研究人员过去已成功地在许多简单的生物中完成遗传密码替代，如丝状支原体，但是要在酵母细胞中完成这项工作具有更大的挑战性，因为它们十分复杂。“合成酵母2.0”项目由四大洲的15个实验室合作展开。研究小组已经利用合成版本，替换了酿酒酵母16条染色体上的DNA。他们还试着对基因组进行重组和——或删除某些片段——以了解酿酒酵母如何演化以及如何应对突变。研究人员希望经过基因工程改造的酵母细胞能够带来更高效灵活的方式，来制造更多产品，比如生物燃料和药物等。