海藻糖在提高酿酒酵母耐铝性中的作用

论文摘要

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,Al3+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Al3+的存在会对酵母的生长产生影响。 目前对于Al3+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 Al3+的固体平板中生长,而LK只能在含2mMAl3+的固体平 板中生长,其在不同Al3+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 800μMAl3+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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 海藻糖简介
• 1.1 海藻糖的分子式
• 1.2 海藻糖的功能
• 1.2.1 作为能源和碳源的储备
• 1.2.2 重要的生物抗逆保护物质
• 1.3 海藻糖的应用
• 1.4 海藻糖在植物中的研究进展
• 2 海藻糖生物合成途径及其相关基因
• 2.1 OtsA-OtsB途径
• 2.2 Tps途径
• 2.3 TreY-TreZ途径
• 2.4 TreS途径
• 2.5 其它途径
• 3 海藻糖分解代谢途径及其相关基因
• 4 微生物铝毒及其耐铝机制的研究进展
• 4.1 Al毒形式
• 4.2 Al毒对细胞分裂及生长的抑制机理
• 4.3 微生物耐铝机制的研究
• 4.3.1 有机酸分泌机制
• 3+毒害的关系'>4.3.2 某些金属离子和离子通道蛋白与耐Al³⁺毒害的关系
• 3+毒害的关系'>4.3.3 氧化胁迫与耐Al³⁺毒害的关系
• 4.4 展望
• 第二章 酿酒酵母中耐铝菌株的筛选
• 1 实验材料
• 2 实验方法
• 2.1 培养基的配置
• 3+菌株的筛选'>2.2 诱变及耐Al³⁺菌株的筛选
• 2.3 筛选菌株与亲株的生长量对比
• 3 实验结果
• 3+菌株的筛选'>3.1 诱变及耐Al³⁺菌株的筛选
• 3.2 LK、LKt生长量的对比
• 4 讨论
• 第三章 海藻糖在提高酿酒酵母耐铝性中的作用
• 1 实验材料
• 2 实验方法
• 2.1 培养基的配置
• 2.2 生长曲线的测定
• 2.3 相对生长率的测定
• 2.4 蒽酮比色法测定海藻糖
• 2.5 热激胁迫处理
• 2.6 cross-tolerance实验
• 3+的平板涂布及微量点样'>2.7 含Al³⁺的平板涂布及微量点样
• 3+'>2.8 邻苯二酚紫法测Al³⁺
• 2.9 稳定期相关实验
• 2.10 数据分析
• 3 实验结果
• 3.1 生长曲线的测定
• 3.2 相对生长率的测定
• 3.3 海藻糖的测定
• 3.4 热激后LK和LKt海藻糖含量及存活率的变化
• 3.5 cross-tolerance结果
• 3+平板涂布及微量点样结果'>3.6 Al³⁺平板涂布及微量点样结果
• 3+的积聚'>3.7 Al³⁺的积聚
• 3.8 稳定期相关结果
• 4 讨论
• 参考文献
• 致谢