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海藻糖在提高酿酒酵母耐铝性中的作用

华靖  
【摘要】:铝是自然界里含量最多的金属元素,约占地壳元素总量的7%。铝元素是一 种高化合价、半径小的金属元素,在酸性土壤溶液中非常活跃,对作物产生毒害 作用。铝是一种严重的环境毒剂,铝毒害已成为酸性土壤中农作物产量提高的主 要限制因子。 酵母是研究生物中金属毒害及其抗性机制的优良模式系统。酵母菌株在无铝 和有铝的条件下菌落长势存在明显的差异性,Al~(3+)的存在使酵母细胞形态变得更 加不规则,而且细胞问往往成簇生长。表明Al~(3+)的存在会对酵母的生长产生影响。 目前对于Al~(3+)毒性和其抗性的确切机理仍然莫衷一是,没有很好地得到解决。 海藻糖是一种由两个葡萄糖分子通过α,α-1,1糖苷键连接的非还原性双糖, 广泛存在于诸如细菌、酵母、真菌等微生物、昆虫、无脊椎动物和植物体内。大 量的研究结果表明,海藻糖对生物大分子的活性具有良好的保护效果,对生物体 起着抗逆保护作用。 本研究通过二乙硫酸盐和紫外线诱变酿酒酵母菌株LK,得到了—突变菌株 LXt,它可在含6mM Al~(3+)的固体平板中生长,而LK只能在含2mMAl~(3+)的固体平 板中生长,其在不同Al~(3+)浓度处理时的相对生长率均高于LK。 实验发现,在用.Al(3+)胁迫处理时,两菌株胞内海藻糖含量都有所增加,在 800μMAl~(3+)作用下胞内海藻糖含量可升高5-7倍,且耐Al菌株LKt的海藻糖含 量要明显高于LK。 当先用37℃热诱导预处理或将两菌株培养至稳定期后,两菌株胞内海藻糖含 量会大量累积,菌株的耐铝性也得到了显著提高,这进一步证明了酵母耐铝能力 与其胞内海藻糖含量的高低密切相关,耐铝性强的酵母其细胞壁可能具有较强的 阻止铝进入胞内或在胞内与铝络合成无毒复合物的能力。


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