黏着剑菌CN-02胞外多糖在缓解水稻Cu^(2+)胁迫中的作用

铜(Cu)是常见的重金属污染物之一,土壤中Cu^(2+)过量污染土壤环境、抑制植物生长、影响粮食安全。部分胞外多糖富含糖醛酸,是一种潜在的金属离子吸附剂。本研究发现来源于水稻根系的黏着剑菌(Ensifer adhaerens)CN-02高产胞外多糖(8.83g/L),其胞外多糖组分中糖醛酸含量高达(26.18%)。该胞外多糖对Cu^(2+)有较强的吸附能力。红外光谱分析表明,胞外多糖的羟基和羧基对Cu^(2+)吸附至关重要。通过模拟Cu^(2+)(250mg/kg)胁迫实验,发现Cu^(2+)胁迫显著抑制了水稻生长,添加胞外多糖(100mg/kg、200mg/kg和400mg/kg)处理均显著提高了水稻在Cu^(2+)胁迫下的鲜重、根长、茎长和叶绿素含量。进一步通过生化分析发现,三个胞外多糖处理组都显著降低了丙二醛含量,脯氨酸含量和根内Cu^(2+)含量,并显著降低了根围土壤的Cu^(2+)含量。我们推测胞外多糖通过吸附土壤中的Cu^(2+),降低根围土壤Cu^(2+)含量,减轻其对水稻的伤害,进而增强水稻对Cu^(2+)胁迫的耐受性。

辅因子与发酵调控谷氨酸棒状杆菌合成丁二酸

丁二酸是一种重要的平台化合物,它的产量直接影响着许多衍生产品的发展趋势。以重组谷氨酸棒状杆菌SA001/pXMJ19-cysQ为出发菌,通过提高代谢过程中辅酶NADH含量,增加由乙醛酸循环途径到丁二酸的代谢流,考察丁二酸产量及产率的变化。发现该菌经0.8mmol/L的IPTG有氧诱导8h后,重组菌NADP(H)磷酸酶的酶活比,相较于对照菌酶活提高了3.1倍,并在厌氧发酵过程中仍然保持一定活性。转入厌氧发酵8h,重组菌厌氧阶段8h内丁二酸的产量达到11.9g/L,相较于对照菌,产物的得率增加了31.3%,同时副产物乙酸的量降低了6.97%,丁二酸与乙酸的摩尔比值提高了35.2%。这表明提高NADPH磷酸酶辅因子可以增加由乙醛酸途径流向丁二酸的代谢流。