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High arsenic- tolerant fungi: Their isolation and tolerant ability.

高耐砷真菌的分离及其耐砷能力


从湖南石门县及郴州市重金属矿周边地区采集的6个砷污染土壤样品中,初步分离得到13株具有较强耐砷能力的真菌菌株,其中3株真菌的耐砷能力最强,经形态与分子鉴定分别为微紫青霉(Penicillin janthinellum)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和棘孢木霉(Trichoderma asperellum).培养试验表明:微紫青霉、尖孢镰刀菌和棘孢木霉分别在30000 mg·L-1、30000 mg·L-1和20000 mg·L-1的砷胁迫平板中表现出很好的菌落生长状况;在砷浓度分别为0~50、0~50和0~80 mg·L-1的液态培养基中培养2 d后,尖孢镰刀菌、棘孢木霉和微紫青霉的生物量均随砷浓度增加而增加,且在相应最高浓度(50、50、80 mg·L-1)下的生物量显著高于不加砷的对照.此外,高浓度砷对该3株真菌的产孢能力没有影响.

A total of thirteen fungal strains with higher arsenic (As)- tolerance ability were isolated from six As-contaminated soil samples collected from the mining areas of Shimen County and Chenzhou City in Hunan Province. Among the strains isolated, Penicillin janthinellum, Fusarium oxysporum, and Trichoderma asperellum had the highest As-tolerance ability, based on the morphological identification and phylogenetic analysis. Culture experiment showed that on the solid plates with 30000, 30000, and 20000 mg·L-1 of As, P. janthinellum, F. oxysporum, and T. asperellum had a better colony growth, and after cultured in the liquid medium with 0-50, 0-50, and 0-80 mg·L-1 of As for 2 days, respectively, the dry mycelia masses of the three strains all increased with increasing As concentration. When the As concentration reached 50, 50, and 80 mg·L-1, respectively, the fungal biomass of F. oxysporum, T. asperellum, and P. janthinellum increased significantly, compared with CK. High concentration As had no significant effects on the sporalation of the three fungal strains.


全 文 :高耐砷真菌的分离及其耐砷能力*
苏世鸣1 摇 曾希柏1**摇 蒋细良2 摇 白玲玉1 摇 李莲芳1 摇 张燕荣1
( 1 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 /农业部农业环境与气候变化重点开放实验室, 北京 100081; 2 中国农业科
学院植物保护研究所, 北京 100094)
摘摇 要摇 从湖南石门县及郴州市重金属矿周边地区采集的 6 个砷污染土壤样品中,初步分离
得到 13 株具有较强耐砷能力的真菌菌株,其中 3 株真菌的耐砷能力最强,经形态与分子鉴定
分别为微紫青霉(Penicillin janthinellum)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和棘孢木霉(Tri鄄
choderma asperellum) . 培养试验表明:微紫青霉、尖孢镰刀菌和棘孢木霉分别在 30000 mg·
L-1、30000 mg·L-1和 20000 mg·L-1的砷胁迫平板中表现出很好的菌落生长状况;在砷浓度
分别为 0 ~ 50、0 ~ 50 和 0 ~ 80 mg·L-1的液态培养基中培养 2 d 后,尖孢镰刀菌、棘孢木霉和
微紫青霉的生物量均随砷浓度增加而增加,且在相应最高浓度(50、50、80 mg·L-1)下的生物
量显著高于不加砷的对照.此外,高浓度砷对该 3 株真菌的产孢能力没有影响.
关键词摇 砷摇 真菌摇 分离摇 耐砷能力
文章编号摇 1001-9332(2010)12-3225-06摇 中图分类号摇 X172摇 文献标识码摇 A
High arsenic鄄 tolerant fungi: Their isolation and tolerant ability. SU Shi鄄ming1, ZENG Xi鄄
bai1, JIANG Xi鄄liang2, BAI Ling鄄yu1, LI Lian鄄fang1, ZHANG Yan鄄rong1 ( 1Ministry of Agriculture
Key Laboratory of Agro鄄Environment & Climate Change, Institute of Environment and Sustainable
Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China;
2 Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100094, China) .
鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(12): 3225-3230.
Abstract: A total of thirteen fungal strains with higher arsenic (As)鄄 tolerance ability were isolated
from six As鄄contaminated soil samples collected from the mining areas of Shimen County and Chenz鄄
hou City in Hunan Province. Among the strains isolated, Penicillin janthinellum, Fusarium oxyspo鄄
rum, and Trichoderma asperellum had the highest As鄄tolerance ability, based on the morphological
identification and phylogenetic analysis. Culture experiment showed that on the solid plates with
30000, 30000, and 20000 mg·L-1 of As, P. janthinellum, F. oxysporum, and T. asperellum had
a better colony growth, and after cultured in the liquid medium with 0-50, 0-50, and 0-80 mg·
L-1 of As for 2 days, respectively, the dry mycelia masses of the three strains all increased with in鄄
creasing As concentration. When the As concentration reached 50, 50, and 80 mg·L-1, respec鄄
tively, the fungal biomass of F. oxysporum, T. asperellum, and P. janthinellum increased signifi鄄
cantly, compared with CK. High concentration As had no significant effects on the sporalation of
the three fungal strains.
Key words: arsenic; fungi; isolation; arsenic鄄tolerant ability.
*国家自然科学基金项目 (40871102)和国家“十一五冶科技支撑计
划项目(2007BAD89B03)资助.
**通讯作者. E鄄mail: zengxb@ ieda. org. cn
2010鄄05鄄16 收稿,2010鄄09鄄27 接受.
摇 摇 砷(As)是一种全球关注的有毒元素.人类的多
种生产活动(如含砷杀虫剂、防腐剂等的使用,含砷
矿产的开采和冶炼、煤炭燃烧等)均可导致砷向土
壤、水体等环境的扩散,并最终严重威胁到人类的健
康[1-3] .针对土壤及水体的砷污染问题,目前的修复
措施主要有吸附 /沉淀、离子交换、固定、植物修复
等[4-5],但这些技术存在高成本、高消耗、产生的废
弃物难处理等问题,从而制约了这些技术的应用.近
年来,微生物对砷的生物累积与挥发已被认为是修
复砷污染环境的一种十分有效且经济的方式[6-7] .
微生物对砷的生物累积包括基于细胞壁及自身代谢
产物对砷的吸附,同时也包括通过新陈代谢作用在
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 12 月摇 第 21 卷摇 第 12 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Dec. 2010,21(12): 3225-3230
细胞体内的累积[8];而对砷的挥发则主要是在生物
体内发生的一系列还原与甲基化过程,并最终将砷
以气态砷化合物的形式释放到大气中[9] . 目前,许
多微生物已经被证实对环境中的砷具有较高的耐性
及生物累积与挥发能力,如 1891 年 Gosio[10]于含砷
的墙纸上分离得到一株对砷具有较高耐性的短帚霉
(Scopulariopsis brevicaulis),该真菌能将砷转化成一
种恶臭味的含砷化合物;Visoottiviseth 等[11]发现一
株青霉菌(Penicillium sp. )在环境砷浓度为100 mg
·L-1时仍然能很好生长,且当砷浓度为 10 mg·
L-1,培养 5 d 后其对砷的挥发量为 25郾 82 ~ 43郾 94
滋g;C姚 er倬ansk伥等[12]分离出一株具有较高耐砷能力
的费希新萨托菌(Neosartorya fischeri),在亚砷酸根
[As(芋)]、砷酸根[As(吁)]浓度分别达 16郾 96 和
17郾 06 mg·L-1时,培养 10 d后的生物量明显高于不
加砷对照,且随后证实了该真菌对砷具有一定的生
物累积与挥发能力.蒋友芬等[13]也从新疆奎屯高砷
环境中分离得到 5 株具有较高耐砷能力的细菌.
微生物对砷的耐性是其具备生物累积与挥发能
力的基础,只有先分离出具有高耐砷能力的微生物
菌株,才有将其利用于砷污染环境微生物修复的可
能.目前国内外针对砷污染环境中具有高耐砷能力微
生物的分离、培养和应用的研究还很少,尤其是国内
对该方面的研究更为缺乏.因此,本研究从湖南石门
与郴州等地的砷污染土壤中分离出耐砷微生物,并通
过室内培养实验进行了筛选与耐砷能力验证,最后对
得到的高耐砷菌株进行了形态与分子鉴定,该结果不
仅可为相关研究提供方法借鉴,同时也可以为砷污染
环境微生物修复提供有效的微生物材料.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 土壤样品的采集与耐砷真菌的分离
5 个土壤样品采自湖南省石门县已有上百年开
采历史的雄黄矿区(29毅38忆 N,111毅01忆 E),1 个土壤
样品采自湖南省郴州市砷污染区 ( 25毅 35忆 N,
113毅00忆 E),各采样点土壤总砷含量及微生物数量
见表 1. 采集的土壤样品经梯度稀释后涂布于含砷
浓度为 500 mg·L-1的马丁培养基上进行真菌的分
离,分离出的真菌经反复纯化后备用. 以分析纯
Na3AsO4·12H2O[As(V)]作为含砷培养基中砷的
来源.
1郾 2摇 真菌在不同浓度砷胁迫下的菌落生长状况
在砷胁迫条件下,大多数真菌的生长会受到明
表 1摇 各采样点位土壤总砷含量及微生物数量
Tab. 1 摇 Total arsenic content and microorganism quantity
in soil samples
土样来源
Soil sample
source
总砷含量
Total arsenic
content
(mg·kg-1)
微生物数量
Microorganism quantity (cfu·g-1)
细菌
Bacteria
放线菌
Actinomycetes
真菌
Fungi
YMD 495 106 104 103
HD 814 105 103 102
KZ1 1502 105 104 104
KZ2 1421 105 106 102
KZ3 1032 105 103 104
WGC 300 108 105 103
YMD:玉米地 Maize field; HD:荒地 Wasteland; KZ1:干燥矿渣 Dry
slag; KZ2:湿润矿渣 Moist slag; KZ3:矿渣与自然土交界层 Composite
layer of slag and natural soil; YMD、HD、KZ1、KZ2 和 KZ3 采样点均处
于湖南省石门县雄黄矿区附近 YMD, HD, KZ1, KZ2 and KZ3 were
all adjacent to realgar mine area of Shimen County of Hunan Province.
WGC: 湖南省郴州市砷污染区蜈蚣草根际土 Rhizosphere soil of Pteris
vittata sampled from arsenic鄄contaminated area of Chenzhou City of Hu鄄
nan Province. 下同 The same below.
显的抑制,而对于具有高耐砷能力的真菌而言抑制
作用则不明显,甚至表现出促进生长的现象[12] . 本
试验在此基础上运用基本的微生物学操作方法设计
了如下实验:将直径为 6 mm 的真菌菌饼分别接种
到土豆鄄葡萄糖鄄蛋白胨(PGP)培养基平板上,4 个直
径约为 5 mm的滤纸片蘸取砷溶液后放置于该菌饼
的周围,25 益下培养,观察真菌菌落生长对不同浓
度砷的反应. 砷浓度设置为: 1000、 3000、 5000、
10000、20000、30000 mg·L-1 . PGP 培养基成分为:
土豆 100 g,葡萄糖 10 g,蛋白胨 2郾 5 g,琼脂 20 g,超
纯水 1000 ml.
1郾 3摇 溶液培养条件下真菌的耐砷能力
将 Ghosh 等[14]报道的方法经修改后用于本试
验,具体过程为:将相同厚度且生长速率相同的直径
为 6 mm的真菌菌饼接入含砷浓度分别为 0、10、30、
50、80、100、200 mg·L-1的 50 ml 液态 PGP 培养基
中,在转速为 140 r·min-1,温度为 25 益的摇床上培
养 2 d后,经离心将菌悬液与菌质分离,离心转速为
4000 rpm,时间为 5 min. 菌质用超纯水反复清洗后
于 50 益下烘干至恒量,测定菌株干质量;利用稀释
平板计数法在含砷浓度为 500 mg·L-1的固态 PGP
培养基上对菌悬液进行孢子计数.
1郾 4摇 真菌鉴定方法
形态学鉴定依据《真菌鉴定手册》 [15]进行;对于
筛选出的高耐砷真菌进行基于 18S rRNA 的分子鉴
定,其具体过程参照 White 等[16]的方法,PCR 扩增
引物为: ITS5: 5 爷鄄ggaagtaaaagtcgtaacaagg鄄3 爷, ITS4:
5爷鄄tcctccgcttattgatatgc鄄3爷. 将得到的序列输入 Gen鄄
6223 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
Bank,与已收录的真菌基因序列进行 BLAST 比较.
利用 CLUSTAL X 2郾 0 与其他相关真菌序列进行比
对,MEGA(3郾 1)软件中的 Neighbor鄄Joining模型进行
UPGMA分析生成系统发育树,发育树用 Bootstrap
法(重复数为 500)检验.
1郾 5摇 数据处理
采用 Excel 2003 软件进行数据处理与分析,利
用 SPSS 11郾 5 软件中的 Fisher LSD法对溶液培养条
件下真菌的生物量数据进行多重比较(P<0郾 05).
2摇 结果与讨论
2郾 1摇 耐砷真菌的分离
从表 1 可知,砷污染的土壤样品中分离出的可
培养微生物数量均相对较少,土壤样品中较高含量
的砷在一定程度上可能抑制了土壤微生物的生长.
本研究中,经含砷浓度为 500 mg·L-1的培养基初步
筛选,6 个土壤样品中一共分离得到 13 株真菌,其
中,采集自湖南石门雄黄矿区荒地的土壤样品中分
离得到 6 株,采集自雄黄矿区矿渣与自然土交界层
的土壤样品中分离得到 3 株,其他土壤样品中均分
离得到 1 株.表 2 中列出了该 13 株真菌的形态学主
要特征及部分菌株可能的属种.
2郾 2摇 不同浓度砷胁迫下真菌的菌落生长状况
培养 5 d后,菌株 SM鄄12F4、CZ鄄8F1 的菌丝已将
含砷滤纸片完全覆盖,培养环境中的砷并没有影响
该真菌菌落的生长,其可适应的滤纸片含砷浓度均
为 30000 mg·L-1;真菌 SM鄄12F1 也表现出很好的菌
落生长状况,其可适应的滤纸片含砷浓度为 20000
mg·L-1(图 1);较低浓度的砷胁迫明显抑制了其他
真菌的生长.表明即使在砷含量较高的土壤样品中
分离出的真菌仍然对砷具有不同的耐性,菌株 SM鄄
12F4、CZ鄄8F1、SM鄄12F1 相对于其他真菌具有更高的
耐砷能力.
2郾 3摇 液体培养条件下真菌的耐砷能力
从图2可以看出,当培养环境中砷浓度范围分
表 2摇 培养 3 d后 13 株真菌的形态学主要特征
Tab. 2摇 Main morphologicalfeatures of thirteen fungal strains after cultivated for 3 days
真菌
Fungi
土样来源
Soil sample source
形态学主要特征
Main morphological features
可能的属种
Possible genus
SM鄄1F1 YMD 菌落直径为 28郾 34 mm,中央白色绒毛状突起. 孢子成镰刀状,长 27郾 6 滋m,宽
4郾 14 滋m,菌丝粗 4郾 14 滋m
镰孢霉 Fusarium
SM鄄5F1 HD 菌落直径为 27郾 26 mm,中央黄色粉状,边缘白色絮状,背面有黄色色素.分生孢
子球形串珠状排列,直径 2郾 76 滋m,菌丝粗 4郾 83 滋m,多分枝在孢梗上形成典型
的扫帚状结构
青霉 Penicillium
SM鄄5F2 HD 菌落直径为 25郾 06 mm,白色绒毛状,边缘有黄色色素产生. 分生孢子球形串珠
状排列,菌丝粗 6郾 9 滋m,有隔,瓶梗长 8郾 28 滋m,分生孢子梗膨大
曲霉 Aspergillus
SM鄄5F4 HD 菌落直径为 9郾 43 mm,成薄绒毛状,有同心圆结构.显微镜下只可见菌丝,有隔,
粗 2郾 76 滋m,未见分生孢子
-
SM鄄5F5 HD 菌落直径为 41郾 26 ~ 43郾 86 mm,边缘不齐,表面白色绒毛,底下中央肉色,背面
为枫叶形状边缘不齐的形状,外围棕色.子囊孢子黄色,个头大,蚕蛹状,内部有
隔膜
链格孢属 Alternaria
SM鄄5F7 HD 菌落直径为 12郾 06 mm,白色毛毡状,分生孢子球形,直径 4 滋m,孢子成链状,分
生孢子梗膨大,其上有多层小梗
曲霉 Aspergillus
SM鄄5F9 HD 菌落直径为 15郾 26 mm,白色绒毛状,小丘状凸起. 孢子圆柱形,长 8郾 28 滋m,宽
2郾 76 滋m,数个孢子成团状,菌丝粗 4郾 83 滋m,产孢细胞长约 27 滋m,于菌丝顶端
产生
-
SM鄄10F3 KZ1 菌落直径为 12郾 16 mm,白色绒毛状,小丘状凸起. 显微镜下只能看到透明的略
带黄色的菌丝,菌丝上有节,未见分生孢子
-
SM鄄11F2 KZ2 菌落直径为 17郾 24 mm,中央红褐色絮状,边缘白色絮状. 孢子长 4郾 85 滋m,宽
4郾 14 滋m,分生孢子卵圆形串珠状排列,分枝在孢梗上形成典型的扫帚状结构特

青霉 Penicillium
SM鄄12F1 KZ3 菌落直径为 96郾 24 mm,生长迅速,中央绿色絮状,边缘白色絮状向外延伸.分生
孢子梗细长,顶端多为 2 ~ 3 个轮生的产孢瓶梗;分生孢子无色到浅绿色,近球
形至球形,在产孢细胞顶端聚集成团
木霉 Trichoderm
SM鄄12F4 KZ3 菌落直径为 29郾 96 mm,中央灰绿色絮状,边缘白色絮状,背面黄色色素.分生孢
子透明卵圆形,串珠状排列,孢子长 4郾 14 滋m,宽 3郾 86 滋m,分生孢子梗细长约
10 滋m,多次分枝在孢梗上形成典型的扫帚状结构特征
青霉 Penicillium
SM鄄12F5 KZ3 菌落直径 9郾 86 mm,中央肉色小刺,边上白色小刺. 显微镜下,孢子椭圆形,长 5
滋m,宽 2郾 5 滋m,该结构在菌丝上直接产生,未有产孢细胞,可见断裂的菌丝
-
CZ鄄8F1 WGC 菌落直径为 47郾 96 mm,中央白色绒毛状突起,四周呈红色絮状,有红色色素.孢
子成镰刀状,大型分生孢子有 3 ~ 4 个隔,孢子梗成瓶颈状
镰孢霉 Fusarium
- 未确定 Undetermined.
722312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 苏世鸣等: 高耐砷真菌的分离及其耐砷能力摇 摇 摇 摇 摇
图 1摇 不同浓度砷胁迫下真菌的菌落生长状况
Fig. 1 摇 Growth status of fungal colony under arsenic stress of
different concentrations.
别为 0 ~ 50、0 ~ 50、0 ~ 80 mg·L-1时,真菌 SM鄄
12F1、CZ鄄8F1、SM鄄12F4 的生物量均表现出随砷浓度
增加而增加的趋势,且当砷浓度分别在 50、50、80
mg·L-1时,菌株 SM鄄12F1、CZ鄄8F1、SM鄄12F4 的生物
量与不加砷的对照相比均有显著增加. 这可能是因
为该 3 株真菌通过新陈代谢利用了培养环境中的
砷,从而促进了自身生物量的增加[17-18] . 微生物对
环境中砷的耐性是其具备生物累积与挥发砷能力的
前提,本研究中SM鄄12F1、SM鄄12F4、CZ鄄8F1均表现
出了非常高的耐砷能力,而其他 10 株真菌的生物量
则随砷浓度增加而下降,培养环境中的砷明显抑制
了该 10 株真菌的生长.
摇 摇 菌株在不同砷浓度下的产孢情况是评价其耐砷
能力的一项重要指标.表 3 的结果表明,随着砷浓度
的增加,菌株 SM鄄12F1、 CZ鄄8F1、 SM鄄12F4、 SM鄄1F1、
SM鄄5F1、SM鄄5F7、SM鄄11F2、SM鄄12F5 的孢子产生量并
没有发生较大的变化,且当砷浓度从 10 mg·L-1增加
到 30 mg·L-1时,菌株 CZ鄄8F1 的孢子数量还表现出
增加的趋势.该结果也为利用该菌株制备生物材料,
从而应用于砷污染环境的微生物修复提供了可能.
摇 摇 结合各真菌在不同砷浓度下的菌落生长状况及
溶液培养条件下的耐砷情况,菌株 SM鄄12F1、SM鄄
12F4、CZ鄄8F1 表现出了较强的耐砷能力. Levy 等[19]
总结了微生物耐砷的可能机理:1)砷从微生物细胞
内排出[20];2)As(V)还原为 As(芋),后者与体内的
谷胱甘肽络合,或储存于细胞液泡内,或再排出体
外[21];3)与体内的其他蛋白螯合[22];4)通过甲基化
作用将砷转化为气态砷化物然后排放到细胞外[23] .
本研究中,菌株 SM鄄12F1、SM鄄12F4、CZ鄄8F1 在一定
砷浓度范围内均表现出了随着砷浓度增加其生物量
也增加的趋势,其原因可能在于培养溶液中的 As
(V)可能会被该微生物还原为 As(III),而该过程中
伴随有能量的产生[24],从而促进了该菌株生物量的
增加,在细胞体内产生的 As(III)可能会通过各种过
程在细胞内累积,如与谷胱甘肽或其他蛋白螯合等,
图 2摇 不同砷浓度下 13 株真菌菌株干质量变化
Fig. 2摇 Change of dry mass of thirteen strains treated with arsenic of different concentrations (means依SD)
菌株内处理间不同小写字母表示差异显著(P<0郾 05) Data with different letters in the same strain were significantly different at 0郾 05 level.
8223 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
表 3摇 不同砷浓度液态 PGP培养基中 13 株真菌培养 2 d后孢子数量
Tab. 3摇 Sporalation of thirteen fungal strains in PGP medium added with different concentrations arsenic after cultivated for
2 days (cfu·ml-1)
菌株
Strain
砷浓度 Arsenic concentration (mg·L-1)
0 10 30 50 80 100 200
SM鄄1F1 103 103 104 104 103 103 *
SM鄄5F1 103 103 102 102 102 - *
SM鄄5F2 - - - - - - *
SM鄄5F4 - - - - - - *
SM鄄5F5 - - - - - - *
SM鄄5F7 102 102 102 102 102 102 102
SM鄄5F9 10 - - - - - *
SM鄄10F3 - - - - - - -
SM鄄11F2 102 102 102 102 102 102 10
SM鄄12F1 104 104 104 104 105 104 103
SM鄄12F4 105 105 104 104 104 104 105
SM鄄12F5 105 105 105 105 105 105 105
CZ鄄8F1 103 103 105 105 105 105 105
- 未检出 Undetected; * 未进行该浓度 As(V)的处理 No treatment was taken.
图 3摇 高耐砷真菌及相关菌株的 18S rRNA系统发育树
Fig. 3摇 Phylogenetic tree of 18S rRNA in highly arsenic鄄tolerant
isolates and correlated strains.
A:木霉属 Trichoderma sp. ; B:青霉 Penicillin sp. ; C:镰刀菌 Fusarium
sp. ; ·目标真菌 Funal strains.
也可以被进一步甲基化并最终以气态砷化物的形式
排出细胞体,从而降低了其毒害作用而提高了菌株
的耐砷能力.
2郾 4摇 高耐砷真菌的分子鉴定
将 3 株高耐砷真菌的基因序列经 BLAST 与
Genbank中已收录的真菌基因序列进行比对,结果
表明,真菌 SM鄄12F1、SM鄄12F4、CZ鄄8F1 分别与棘孢
木霉(Trichoderma asperellum)、微紫青霉(Penicillin
janthinellum)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)相
似度最高,其相似度分别为 99% 、96%和 99% .建立
的系统发育树表明,SM鄄12F1、SM鄄12F4、CZ鄄8F1 分
别与棘孢木霉、微紫青霉和尖孢镰刀菌位于同一个
进化枝中(图 3).因此,结合形态鉴定结果,该 3 株
真菌分别鉴定为棘孢木霉、微紫青霉和尖孢镰刀菌.
目前,木霉、青霉、镰刀菌等属的真菌己被广泛认为
具有 一 定 的 挥 发 砷 的 能 力[11, 25-26]; 2002 年,
Granchinho等[27]分离得到一株尖孢镰刀霉,该真菌
能从外界环境中生物累积 As(V),同时在其细胞内
检测到 As(芋)和 DMA(二甲基砷),后者是一种易
于挥发的砷化物.对比其他已报道的耐砷真菌,本研
究中微紫青霉和棘孢木霉的耐砷能力是第一次报
道.然而,目前筛选出的 3 株高耐砷真菌是否具备生
物累积与挥发砷的能力及其能力的大小仍需要进一
步探讨.
3摇 结摇 摇 论
从高砷污染土壤样品中分离得到 13 株真菌,在
砷浓度分别为 30000、30000、20000 mg·L-1的胁迫
922312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 苏世鸣等: 高耐砷真菌的分离及其耐砷能力摇 摇 摇 摇 摇
条件下,真菌 SM鄄12F4,CZ鄄8F1 和 SM鄄12F1 均表现
出较好的菌落生长状况;
溶液培养条件下,当砷浓度为 0 ~ 50、0 ~ 50、0
~ 80 mg·L-1时,真菌 CZ鄄8F1,SM鄄12F1 和 SM鄄12F4
的生物量均表现出随砷浓度增加而增加的趋势;当
培养溶液中砷浓度达到 200 mg·L-1时,该 3 株真菌
仍然具有较强的产孢能力;
经形态与基于 18S rRNA 的分子鉴定,高耐砷
真菌 SM鄄12F1、SM鄄12F4 和 CZ鄄8F1 分别鉴定为棘孢
木霉、微紫青霉和尖孢镰刀菌,其相似度分别为
99% 、96%和 99% .
致谢摇 感谢中国科学院微生物真菌地衣系统学重点实验室
刘杏忠研究员和孙炳达博士帮助对真菌进行分子鉴定;感谢
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所邓春生、王妮
珊等帮助对真菌进行形态学鉴定.
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作者简介摇 苏世鸣,男,1983 年生,博士.主要从事土壤污染
与修复研究. E鄄mail: shimingsu@ 163. com
责任编辑摇 肖摇 红
0323 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷