镉胁迫对酵母细胞质膜功能和细胞壁结构的影响

孙艳颖, 刘瑶, 沈裕虎, 王桥, 黄志伟

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0120

东华大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (05) : 78 -84. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0120

镉胁迫对酵母细胞质膜功能和细胞壁结构的影响

孙艳颖, 刘瑶, 沈裕虎, 王桥, 黄志伟

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摘要

为了探究重金属镉(Cd)污染的细胞毒性及Cd超富集微生物的选育，以最常用的模式生物酿酒酵母为研究对象，探索了Cd胁迫细胞毒害的靶点及相关基因过表达对细胞抗性的影响。通过基因突变菌株对Cd胁迫生长抑制分析，细胞内活性氧(ROS)和脂质过氧化(MDA)水平的生化检测，探究Cd毒的机制；采用ICP-AES、GC-MS和扫描电子显微镜检测Cd胁迫对细胞内Na/K离子平衡、膜脂组成、细胞壁结构的影响。影响膜脂合成和细胞壁完整性的基因MGA2、PAH1和CHS1突变对Cd敏感，细胞内ROS和MDA水平随Cd处理浓度升高而提高；Cd胁迫破坏细胞Na/K离子平衡，影响细胞脂质代谢，棕榈酸升高、油酸降低；细胞壁的破损率增加，过表达几丁质合成关键基因CHS2有利于维护细胞壁的完整性、提高细胞对Cd的抗性。细胞质膜和细胞壁是Cd胁迫最重要的靶点，为Cd污染的生物治理提供理论基础。