新疆生地所揭示盐胁迫下产胞外多糖功能基因的差异表达特征及相关多糖结构属性

　　盐碱化是干旱区农业面临的重大挑战，一些产胞外多糖的功能菌在特定条件下形成的胞外聚合物能够通过螯合Na+, K+ 和 Ca+2等金属离子来缓解盐胁迫对植物的伤害，同时也在一定程度上起到保持水分的作用，从而促进植物生长。那么，在不同的盐胁迫条件下，产胞外多糖功能菌在基因水平是如何调控的？其胞外多糖结构如何变化？

　　针对这一科学问题，中国科学院新疆生态与地理研究所极端环境微生物研究团队李文均研究员、刘永红博士与乌兹别克斯坦科学院Bakhtiyor A. Rasulov教授选取新疆干旱区植物来源的微生物菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14为研究对象，从分子水平解析胞外多糖相关基因的表达特征，胞外多糖结构属性以及对盐胁迫的响应。

　　研究结果表明：与胞外多糖合成相关的exoK和exoM基因在不同盐胁迫条件下进行了差异表达。随着盐胁迫水平的提高，关键基因exoK和exoM及相关基因簇下调，胞外多糖产量也急剧下降；此外，盐胁迫不仅导致相关功能基因表达水平的变化，也会导致菌株的次级代谢产物——胞外多糖结构改变和单糖分子摩尔比值的变化。例如在0.25% 的NaCl胁迫下，Glu: Man: Gal: Xyl: Ara: Rha: Rib 的比值为 31.21:3.02:2.77:1:0.91:0.64:0.41，而在2.0%的NaCl胁迫下Glu: Man: Ara: Xyl: Rib: Gal 的比值为7.9:2:2:1.58:1.1:1。

　　相关研究成果以“Gene expression abundance dictated exopolysaccharide modification in Rhizobium radiobacter SZ4S7S14 as the cell's response to salt stress”为题发表在International Journal of Biological Macromolecules.

　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.09.038 

A :菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14的EPSI合成相关基因簇鉴定。B:菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14不同碳源条件下的时间表达模

标准碳水化合物吸收峰(A)：菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14在NaCl为0%时胞外多糖的吸收峰；(B) 0.25%；(C) 0.5%；(D) 1.0%；(E)2.0%；(F) 加NaCl的ISP2培养基样品