棘孢木霉菌对钠胁迫的生理响应机制

作者：唐家全; 郝大志; 李婷婷; 张慧; 陈捷^*

来源：微生物学通报, 2021, 48(01): 23-34.

DOI：10.13344/j.microbiol.china.200450

• 棘孢木霉
• 钠胁迫
• 氧化损伤
• 生理响应

【背景】棘孢木霉菌制剂被广泛应用于生物防治和次生盐渍化土壤的微生物修复,但是关于棘孢木霉在盐渍化胁迫条件下生长的耐盐机理及其富集盐离子的能力尚缺乏深入研究。【目的】揭示一株耐盐棘孢木霉菌(Trichodermaasperellum)CTCCSJ-W-SBW10264(T264)对钠胁迫的生理响应机制及其对钠离子的吸附和累积特性。【方法】设计梯度浓度钠胁迫培养实验,采集不同培养时期的菌丝样本,测定细胞氧化损伤相关指标H2O2和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的含量及细胞抗氧化相关酶的活性变化。【结果】钠胁迫实验表明,棘孢木霉T264能够在1.22mol/L的钠胁迫环境中生存,在低于0.25 mol/L的钠胁迫下其生长不会被明显抑制。细胞氧化损伤及氧化损伤响应相关指标的研究结果表明,培养液中钠离子浓度越高,棘孢木霉的膜系统氧化水平(MDA含量)越高,而且随着细胞中MDA和H2O2的累积,细胞抵御氧化损伤相关酶的活性也有明显提高,在钠盐处理24 h后,0.5、1.0和1.22 mol/L的钠离子胁迫分别使过氧化物酶(Peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(SuperoxideDismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性达到峰值,依次为36.66、3.34和233.3 U/mg。钠离子吸附和累积特性实验结果表明,棘孢木霉T264的菌丝对钠离子有强的吸附能力。在0.05 mol/L的钠离子环境中培养72 h后,菌丝表面钠离子吸附量为1 347.6 mg/g,菌丝内部钠离子累积量为218.6 mg/g,木霉菌菌丝通过菌丝表面吸附和菌丝内部累积对培养液中钠离子的去除率达到32%。【结论】T264的抗氧化损伤相关酶在其耐受钠离子胁迫过程中发挥重要作用,菌株T264对高浓度钠离子有强适应性,而且对环境中钠离子有高效的吸附和累积作用。

• 单位
  上海交通大学; 微生物代谢国家重点实验室