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墨汁鬼伞对重金属铅离子的耐受与富集作用及其在铅离子胁迫下的差异表达蛋白鉴定



全 文 :第 36 卷第 6 期
2016年 6月
环 境 科 学 学 报
Acta Scientiae Circumstantiae
Vol.36,No.6
Jun.,2016
基金项目:重庆市教委项目(No.KJ1500324);重庆师范大学研究生科研创新项目(No.YKC15013)
Supported by the Funding of Scientific and Technological Research from Chongqing Municipal Education Commission (No. KJ1500324)and the
Graduate Innovation Project from Chongqing Normal University (No.YKC15013)
作者简介:魏运民(1988—),男,E-mail:13340213922@ 163.com;* 通讯作者(责任作者),E-mail:xcj614@ 163.com
Biography:WEI Yunmin (1988—)) ,male,E-mail:13340213922@ 163.com;* Corresponding author,E-mail:xcj614@ 163.com
DOI:10.13671 / j.hjkxxb.2015.0682
魏运民,李巧玲,胡留杰,等.2016.墨汁鬼伞对重金属铅离子的耐受与富集作用及其在铅离子胁迫下的差异表达蛋白鉴定[J].环境科学学报,36
(6):1998-2004
Wei Y M,LI Q L,Hu L J,et al. 2016.Lead tolerance and accumulation in Coprinus atramentarius and identification of differential expression proteins
under Lead stress[J].Acta Scientiae Circumstantiae,36(6) :1998-2004
墨汁鬼伞对重金属铅离子的耐受与富集作用及其在
铅离子胁迫下的差异表达蛋白鉴定
魏运民1,李巧玲1,胡留杰2,廖敦秀2,谢成建1,* ,杨星勇1
1. 重庆师范大学生命科学学院,重庆 401331
2. 重庆市农业科学院,重庆 401329
收稿日期:2015-07-20 修回日期:2015-10-06 录用日期:2015-10-08
摘要:铅是已知毒性最大的重金属污染物之一,具有极强的积累性和不可逆性.生物修复环境重金属污染以其成本低、能实现对重金属回收等
特点被认为是最有前景的修复技术.墨汁鬼伞被认为具有富集重金属离子的能力,本文首先通过在含 Pb2+的固体培养基上培养墨汁鬼伞分析
了墨汁鬼伞对不同浓度 Pb2+的耐受能力,结果表明当 Pb2+浓度低于 50 mg·L-1的情况下,墨汁鬼伞的生长不会受到影响;随着 Pb2+浓度提高,
墨汁鬼伞生长缓慢,菌丝稀疏,菌落形状不规则;当浓度高于 500 mg·L-1时,墨汁鬼伞生长明显被影响,并产生色素.进一步分析墨汁鬼伞对不
同浓度 Pb2+的富集能力表明即使在 Pb2+浓度高达 800 mg·L-1的情况下,墨汁鬼伞仍然可以富集培养基中的 94.7%的 Pb2+ .此外通过分析墨汁
鬼伞的差异蛋白,鉴定到一个受 Pb2+诱导的 14-3-3类蛋白.以上研究表明墨汁鬼伞可以用于环境重金属污染的生物修复.
关键词:墨汁鬼伞;铅;重金属污染;生物修复;14-3-3蛋白
文章编号:0253-2468(2016)06-1998-07 中图分类号:X703 文献标识码:A
Lead tolerance and accumulation in Coprinus atramentarius and identification of
differential expression proteins under Lead stress
WEI Yunmin1,LI Qiaoling1,HU Liujie2,LIAO Dunxiu2,XIE Chengjian1,* ,YANG Xingyong1
1. School of Life Science,Chongqing Normal University,Chongqing 401331
2. Chongqing Academy of Agricultural Sciences,Chongqing 401329
Received 20 July 2015; received in revised form 6 October 2015; accepted 8 October 2015
Abstract:Lead is one of the most toxic heavy metal pollutants with strong bioaccumulation and irreversibility. Bioremediation is a promising technology to
remedy and control heavy metal pollutants because of its low cost and recycling for heavy metals,etc. Coprinus atramentarius is capable of accumulating
heavy metal ion. In our study,C. atramentarius was firstly cultivated on solid medium with Pb2+ to analyze its tolerance to Pb2+,and the result indicated
that the growth of C. atramentarius was not affected when the concentration of Pb2+ was lower than 50 mg·L-1;However,C. atramentarius increased
slowly,mycelium became sparse and the shape of colony became irregular along with the increase of Pb2+ . Colorings were produced when the concentration
of Pb2+ was 500 mg·L-1 . Furthermore,the accumulation capacity of C. atramentarius under different concentrations of Pb2+ was also determined,and the
result showed that 94.7% of Pb2+ could be accumulated even when the concentration of Pb2+ was 800 mg·L-1 . In addition,a 14-3-3-like protein was
identified in C. atramentarius under lead stress based on the differentially expressed proteins analysis. The findings indicated the potential application of C.
atramentarius on the bioremediation.
Keywords:Coprinus atramentarius;Lead;heavy metal pollution;bioremediation;14-3-3 protein
6期 魏运民等:墨汁鬼伞对重金属铅离子的耐受与富集作用及其在铅离子胁迫下的差异表达蛋白鉴定
1 引言(Introduction)
环境污染对农业生态的影响日益严重和突出,
受到人们的关注.随着工业化发展,铅、汞、镉、钴等
重金属大量被排放到大气、水体和土壤中,严重污
染环境,进而影响到人类健康(Hsu et al.,2006;
Beyer et al.,2007;Guo et al.,2015),引起一系列的
重金属超标、重金属中毒事件(Luigi et al.,2006).其
中铅是已知毒性最大的重金属污染物之一,具有极
强的积累性和不可逆性,一旦进入人体将很难排除
(Ouyang et al.,1998).铅在人体血液中正常含量应
该在 0~99 μg·L-1,如果超标将易引发不同程度的
中毒,会对人体很多脏器产生影响,尤其对幼儿的
智力发育造成严重障碍(Tabaldi et al.,2007;万双秀
等,2005;刘茂生等,2004).由于铅中毒事件的不断
发生,有关土壤铅污染及治理的研究越来越受到重
视(Peric et al.,2004;Goel et al.,2005)
治理铅污染的传统方法包括化学沉淀、化学氧
化还原、离子交换、过滤、电化学处理等,但这些方
法都有一些较大的缺点,比如成本较高、去除不完
全、能量要求较高、会产生需要进一步处理的毒性
淤泥及废弃物等(Harrison,2012).近年来迅速兴起
的生物修复技术,以其实施简便、投资少、对环境破
坏小、造成二次污染的机会少且专一性较高等优
点,成为绿色环保领域科学研究热点之一(Ghosh
et al.,2015).
据研究,一些细菌(Banerjee et al.,2015)、真
菌(Zheng et al.,2015)、藻类(Ye et al.,2015)可吸
收土壤和水体中的重金属,用于重金属污染的生物
修复(Khan et al.,2000).一些大型真菌不仅可以富
集和积累外部环境中的镉、铅、铜、锌等多种阳离子
(García-Delgado et al.,2015),还可以通过分泌有机
酸、氨基酸、以及其他代谢产物络合重金属及含重
金属的矿物,从而减小重金属的毒性(Chanmugathas
et al.,1988).此外,由于大型真菌能形成子实体,通
过对子实体的后处理可将重金属从污染场地移出,
并进行重金属回收,同时回收的重金属还能在工业
发展中加以利用(安鑫龙等,2007).在真菌中,腐生
真菌被证明是最有效的重金属污染的生物修复生
物,其中大孢蘑菇(Agaricus macrosporus)对重金属的
富集作用被深入研究(Garcia et al.,2005),研究发
现在碱性 pH条件下,大孢蘑菇对重金属铜、铅与镉
离子的最高吸收率分别为 96%、89%与 96%(Melgar
et al.,2007).墨汁鬼伞作为一种大型腐生真菌,不
仅能耐受粗放种植,还对周围环境中的重金属离子
有很好的富集作用,且成本较低(周启星等,2008).
尤其是我国集约规模化养殖业,经过生物富集,畜
禽粪便重金属超标,当粪便被当做有机肥用于农作
物必定再次造成土壤和农作物的重金属超标,因此
降低畜禽粪便重金属的含量是一个较为关键的环
节(刘剑飞等,2010).而墨汁鬼伞能够在畜禽粪便上
很好的生长,通过人工种植墨汁鬼伞可达到消除畜
禽粪便重金属污染的目的,并通过分离纯化等流
程,提炼出子实体中的重金属盐或含有机态重金属
的残渣作为工业原料进行再次利用(刘剑飞等,
2007).本文主要从分析墨汁鬼伞对环境重金属铅的
耐受性和富集力两个方面初步分析了墨汁鬼伞修
复环境重金属污染的能力,为墨汁鬼伞应用于环境
重金属生物修复奠定基础,同时分析可能参与墨汁
鬼伞吸附重金属 Pb2+的蛋白,为墨汁鬼伞吸附重金
属离子的分子机理研究奠定基础.同时该结果也为
重金属环境污染后墨汁鬼伞的生物修复提供理论
依据.
2 材料与方法(Materials and methods)
2.1 实验菌种
实验所使用的墨汁鬼伞菌种来自重庆市农科
院,由研究员廖敦秀提供.
2.2 试验方法
墨汁鬼伞的培养基是在 PDA+玉米粉培养基的
基础上参考孙悦迎及毕华兰等的方法加以改进(孙
悦迎等,2003;毕华南等,2008),液体培养基成分
为:马铃薯 200 g,葡萄糖 20 g,玉米淀粉 20 g,MgSO4
0.5 g,KH2PO4 1 g,蛋白胨 2 g,ddH2O 定容至 1000
mL,调 pH到 7.0~7.5.(固体培养基在液体培养基的
基础上加入琼脂 20 g).接种时用 5 mm 打孔器在培
养 5~7 d的墨汁鬼伞平板的菌丝边缘打孔,接种于
液体培养基中或固体平板中央.
2.3 重金属 Pb2+对墨汁鬼伞生长的影响
首先配制 45.77 g·L-1的 Pb(CH3COO)2·3H2O
溶液 100 mL 母液,分别向 100 mL 不同量 Pb(CH3
COO)2·3H2O 母液,使培养基中 Pb
2+的浓度为 0、5、
10、20、50、100、200、300、400、500、600、800 mg·L-1.
灭菌后,接种墨汁鬼伞,每个浓度梯度做 3 个重复,
于 25 ℃下培养 9 d,每天观察其长势并测量菌落直
径,绘制生长速率曲线,每个浓度设 3个重复.
9991
环 境 科 学 学 报 36卷
2.4 墨汁鬼伞对 Pb2+富集效应的测定
分别 向 100 mL 液 体 培 养 基 中 加 入 Pb
(CH3COO)2·3H2O母液,使培养基中 Pb
2+的浓度为 5、
100、800 mg·L-1.灭菌后,接种墨汁鬼伞,于 25 ℃、180
r·min-1下培养 9 d.每隔 1 d 取 7 ~ 8 mL 菌液,10000
r·min-1、4 ℃离心 10 min.吸取上清液 5 mL,用原子分
光光度法测定上清液中 Pb2+浓度(陶锐等,1985).
2.5 总蛋白的提取与 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
(SDS-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-
PAGE)
为了分析 Pb2+胁迫下墨汁鬼伞的差异表达蛋
白,用液体培养基培养墨汁鬼伞,于 25 ℃,180
r·min-1下培养 5 d.通过 0.22 μm的微孔滤膜分离菌
丝与上清.菌丝液氮充分研磨后,加入 3 mL 提取液
(0.05 mol·L-1 pH = 7. 0 Tris-HCl 50 mL,甘油 0. 5
mL,10% SDS 0.05 mL,0.5 mol·L-1 EDTA 标准溶液
0.2 mL),匀浆后于 4 ℃、10000 r·min-1离心 15 min;
而上清使用冻干机冻干后,溶解在 SDS-PAGE 电泳
缓冲液中.
根据朱广廉等(1982)的方法,配制 12% SDS-
PAGE分离胶 10 mL,以及 5% SDS-PAGE 浓缩胶 5
mL(分离胶和浓缩胶配方均来自 TaKaRa 商品目
录),并灌胶两块.按照 20 μg 每孔上样,于 100~ 120
V下电泳约 1 ~ 2 h.电泳后,取出凝胶,切角标记,分
别用银染和考马斯亮蓝 R250染色.
2.6 蛋白质谱分析与 Mascot比对
上步中考马斯亮蓝 R250 染色的凝胶脱色后,
用洁净的刀片切下条带,转入微量离心管;用去离
子水和 50 μL 含 50 mmol·L-1 NH4 HCO3 /CH3 CN
(1 ∶1)的脱色液洗涤 2 次,于 37 ℃下涡旋 20 min,
重复洗涤步骤至胶条变为无色;加入 50 μL乙腈,于
真空离心机中干燥 10 min,加入 20 μL 喊 10
mmol·L-1 DTT的 25 mmol·L-1 NH4HCO3溶液,于 56
℃下还原 1 h;真空离心机干燥 30 min,加入 20 μL
烷化剂(含 50 mmol·L-1碘乙酰胺的 25 mmol·L-1
NH4 HCO3)暗置 45 min;分步洗涤:25 mmol·L
-1
NH4HCO3洗涤 2 次,每次 10 min,含 25 mmol·L
-1
NH4HCO3的 50%CH3 CN 洗涤 2 次,每次 10 min,
CH3CN 洗涤 10 min;胶条于真空离心机中干燥 10
min,用 10 ng·mL-1胰蛋白酶于 37 ℃下酶解过夜;用
含 0. 1% TFA 的 50% CH3 CN 萃取片段,用质谱
Ultraflex TOF /TOF (Bruker, Germany ); 用
flexanalysis 2.0软件处理收集到的指纹图谱,并将结
果 与 Mascot 数 据 库 进 行 比 对 (http:/ /www.
matrixscience.com).(以上步骤除切胶外,均由江苏
大学生命科学学院完成)
3 结果与讨论(Results and discussion)
3.1 重金属 Pb2+对墨汁鬼伞生长的影响
图 1 不同 Pb2+浓度下,墨汁鬼伞的生长速率 (每个浓度设 3个
重复,每个点上的误差棒代表 3次重复的标准误差;a、b、c
表示无显著差异处理组;* 表示显著性差异;**表示极
显著性差异)
Fig.1 Growth rate of Coprinus atramentarius on the different Pb2+
concentrations (Error bars represents the standard deviation
of three repetitions;a,b,c means no obvious difference
between these concentrations;* means the difference is
significant at the 0. 05 level;**means the difference is
significant at the 0.01 level)
测量墨汁鬼伞在不同重金属离子 Pb2+浓度梯
度下生长的菌落平均直径,从而计算出墨汁鬼伞在
不同重金属 Pb2+浓度梯度下的平均生长速率(图
1),不同 Pb2+浓度下墨汁鬼伞的生长速率如图 1 所
示.在 Pb2+浓度较低(≤50 mg·L-1)时,,墨汁鬼伞的
生长并未受到明显抑制(图 1,0 ~ 50 mg·L-1),菌落
形态、颜色与无 Pb2+状态下的生长一致(图 2 Pb5);
随着 Pb2+浓度的升高,其浓度在 100 ~ 400 mg·L-1
时,生长速率明显下降,与低浓度铅离子培养条件
相比具有明显差异(p<0.05),墨汁鬼伞生长速率<
8.6 mm·d-1,与无 Pb2+培养的墨汁鬼伞相比,生长速
率下降 16%(图 1,100~400 mg·L-1),菌丝更加稀疏
(图 2,Pb100);在高浓度铅离子浓度培养条件下
(500~800 mg·L-1),墨汁鬼伞的生长被严重抑制,
墨汁鬼伞的平均生长速率为<6.1 mm·d-1,与无 Pb2+
培养的墨汁鬼伞相比,生长速率下降近 43%,与中
浓度 Pb2+(100 ~ 400 mg·L-1)培养条件相比也具有
极显著差异(p<0.01)(图 1,500~800 mg·L-1);同时
墨汁鬼伞还表现为菌丝稀疏,菌落形状不规则,且
0002
6期 魏运民等:墨汁鬼伞对重金属铅离子的耐受与富集作用及其在铅离子胁迫下的差异表达蛋白鉴定
培养基中心变黑,周围变黄(图 2,Pb800).从实验结
果来看,即使随着 Pb2+浓度的升高,墨汁鬼伞的平
均生长速率随之下降,但即使在 Pb2+浓度高达 800
mg·L-1的情况下,墨汁鬼伞的生长也并未被完全抑
制.这为墨汁鬼伞修复环境重度铅污染的应用提供
了可能性.
图 2 墨汁鬼伞在不同 Pb2+浓度下的菌落形态(a. 正面;b. 反面)(CK、Pb5、Pb100与 Pb800分别表示培养基中 Pb2+浓度为 0、5、100 mg·L-1
和 800 mg·L-1)
Fig.2 Colonial morphology of Coprinus atramentarius in different Pb2+ concentrations (a. front;b. reversal)(CK,Pb5,Pb100 and Pb800 represent
the culture media contain 0 mg·L-1,5 mg·L-1,100 mg·L-1 and 800 mg·L-1 Pb2+,respectively)
3.2 墨汁鬼伞对不同浓度 Pb2+的富集效率
由于不同浓度的 Pb2+对墨汁鬼伞的生长影响
不同,因此我们想分析不同 Pb2+浓度下,墨汁鬼伞
对 Pb2+的富集效率.根据不同 Pb2+浓度对墨子鬼伞
抑制效应的结果(图 1),我们选择低浓度 Pb2+、中浓
度 Pb2+以及生长速率最慢时的 Pb2+浓度(分别为 5、
100、800 mg·L-1)作为墨汁鬼伞 Pb2+富集效应的实
验条件.4 个初始浓度下,墨汁鬼伞对 Pb2+的富集效
应见表 1.
表 1 培养基中 Pb2+浓度变化及富集效率
Table 1 Temporal variation of Pb2+ concentration and accumulation
efficiency
培养天数 /d
Pb2+浓度 /(mg·L-1)
Pb5 Pb100 Pb800
0 4.952 100.4 784.8
2 0.854 1.597 77.1
4 0.823 1.320 62.6
6 0.721 1.250 42.6
8 0.738 1.180 42.6
10 0.795 1.078 41.8
最终富集效率 84.7% 98.9% 94.7%
注:Pb5、Pb100与 Pb800分别表示培养基中起始 Pb2+浓度为 5、
100 、800 mg·L-1 .
由表 1可以看出,墨汁鬼伞对 Pb2+的富集作用
较强,在培养的前两天,墨汁鬼伞对 Pb2+就已经完
成明显的富集作用,延长培养时间并没有明显增加
墨汁鬼伞对 Pb2+的富集效应.以第 10 d 的结果来计
算富集效率,在 Pb2+起始浓度分别为 5、100、800
mg·L-1时,能到达的富集效率分别为 84.7%、98.9%
和 94.7%.其最佳吸附效率甚至超过大孢蘑菇对
Pb2+的最高富集率 89%(Melgar et al.,2007).从富
集效率结果来看,在 100 mg·L-1起始 Pb2+浓度情况
下,最后培养基中残留的 Pb2+浓度基本与5 mg·L-1
起始 Pb2+浓度残留相同,可见墨汁鬼伞并不能完全
富集培养液中 Pb2+,有一个可富集浓度最低值;同
时在起始 Pb2+浓度高达 800 mg·L-1时,培养基中
Pb2+残留浓度明显升高(41.8 mg·L-1),但最终也能
达到 94.7%的富集效率,这可能是墨子鬼伞在高浓
度的 Pb2+浓度下,生长受到抑制后影响了其对 Pb2+
的富集,或者是墨汁鬼伞对 Pb2+的富集效应已经达
到极限,但也从另外一个角度说明墨子鬼伞即使在
Pb2+浓度很高的情况下依然能很好的富集 Pb2+ .本
研究项目的合作者通过模拟猪粪,分析在人工模拟
培养基中添加 Pb2+分析重金属离子对墨汁鬼伞生
长的抑制以及墨汁鬼伞富集培养基中 Pb2+的能力,
研究结果显示即使在猪粪存在的情况下,墨汁鬼伞
在添加 Pb2+的培养基中仍然具有较好的生长能力,
添加的猪粪对 Pb2+的富集能力也没有明显影响(朱
金山等,2015). Wu 等(2015)研究发现毛头鬼伞
(Coprinus comatus)对土壤中的 Cu2+ 能够达到
96.00%的清除效率.Ta爧tan 等(2010)研究发现曲霉
1002
环 境 科 学 学 报 36卷
(Aspergillus versicolor)在合适 pH 条件下对 50
mg·L-1浓度的 Cr5+、Ni2+、Cu2+ 等离子分别具有
99.89%、30. 05% 和 29. 06% 的清除效率;此外
Ramasamy et al.,(2011)研究发现曲霉(Aspergillus
fumigates)对水溶液中 Pb2+的清除效率能够达到
85.41%.以上的研究表明真菌是一种较好的环境修
复生物,可以用于土壤、水体等环境的重金属污染,
然而不同的真菌对不同的重金属离子吸附效率不
同,同时也会受培养环境的影响;与其它真菌相比,
墨汁鬼伞有更好的环境适应性,可以培养在动物粪
便上,也可以通过培养墨汁鬼伞液体培养物用于水
体的 Pb2+污染修复.我们的研究也表明即使在培养
基中添加高浓度的 Pb2+后,墨汁鬼伞对 Pb2+仍然具
有较高的清除效率,可以预期墨汁鬼伞应用于重度
Pb2+污染环境的生物修复.
3.3 SDS-PAGE与差异蛋白分析
研究发现真菌对重金属离子的富集效应主要
包括 两 步,真 菌 首 先 把 重 金 属 离 子 富 集
(bioaccumulation)到细胞内,然后通过细胞内化合
物吸附或者螯合重金属离子(biosorption)(Plaza
et al.,1996).一些细胞内分子会参与到这个螯合过
程中,如蛋白质,氨基酸,脂类多糖等,但具体的分
子机理目前并不十分清楚(Mar'in et al.,1997).为
探究墨汁鬼伞富集 Pb2+的分子机理,我们添加不同
浓度 Pb2+到培养基中,分别分析了墨汁鬼伞的菌丝
与胞外蛋白质的表达差异.菌丝与胞外蛋白 SDS-
PAGE电泳后的银染结果如图 3a 和 3b 所示.由图
3a可以看出,从菌丝中提取的蛋白在 SDS-PAGE 后
能通过银染染出一条明显诱导表达的条带,而培养
液并没有检测到明显的差异条带(图 3b);当 Pb2+浓
图 3 Pb2+对墨汁鬼伞细胞与上清液蛋白质诱导分析(CK、Pb5、Pb100与 Pb800分别表示培养基中 Pb2+浓度为 0、5、100、800 mg·L-1;a. 一
个分子量约为 30 kDa的墨汁鬼伞细胞被诱导;b. 培养液上清中无明显被诱导的蛋白;c. 以最佳诱导条件(Pb2+浓度为 100 mg·L-1)
诱导细胞蛋白,考马斯亮蓝染色后进行质谱分析)
Fig.3 Pb2+ induce proteins expression of cells and supernatant(CK,Pb5,Pb100 and Pb800 represent the culture media containing 0 mg·L-1,
5 mg·L-1,100 mg·L-1 and 800 mg·L-1 Pb2+,respectively;a. one protein (MW,30 kDa)was identified in the cells of Coprinus
atramentarius. b. no protein was identified in the supernatant;c. the most effective inducing condition (100 mg·L-1) induce proteins
expression,and conduct mass spectrometric analysis after Coomassie blue staining)
2002
6期 魏运民等:墨汁鬼伞对重金属铅离子的耐受与富集作用及其在铅离子胁迫下的差异表达蛋白鉴定
度为 100 mg·L-1时差异条带最明显,表明 Pb2+离子
浓度为 100 mg·L-1时,该差异蛋白的诱导效率最高.
为了鉴定该差异表达蛋白,我们采用 Pb2+浓度 100
mg·L-1作为诱导条件,增加上样量后进行 SDS-
PAGE电泳与考马斯亮蓝染色,以便于兼容质谱分
析,质谱结果通过在 Mascot 数据库比对,鉴定差异
蛋白为 14-3-3类蛋白(Mr /pI,29075 /4.57)(图 3c) ,
该蛋白的表达与 Pb2+的浓度呈正相关性.对墨角藻
(Fucus vesiculosus)的研究也发现重金属 Cu2+能够诱
导墨角藻 14-3-3基因的表达,研究结果表明在较低
浓度(3 ~ 30 μg·L-1)条件下,14-3-3 基因的表达与
Cu2+的浓度成正相关性,而高浓度(>150 μg·L-1)反
而不能诱导 14-3-3 基因表达(Jennifer et al.,2012).
14-3-3蛋白在真核生物中及其保守,在真核生物基
本代谢、酶活性、基因表达、生物的抗病、抗氧化和
耐盐等过程中多发挥重要功能(Chang et al.,2012).
大量的研究已经证明 14-3-3 蛋白连接到转录因子
(transcription factors)和通道蛋白(transporters)后参
与离子的转运与压力调控(Roberts et al.,2003;
Cheng et al.,2002),其启动子能够被重金属离子的
激活(Aksamit et al.,2005),另外,有研究表明 14-3-
3蛋白参与植物柠檬酸(Citrate)的排出机制中,是
植物耐铝 Al3 +毒害的重要调节蛋白(Chen et al.,
2015).我们的研究说明墨汁墨汁鬼伞的 14-3-3蛋白
与 Pb2+的胁迫相关,但其所发挥的功能需要进一步
研究.
4 结论(Conclusions)
研究 Pb2+对墨汁鬼伞生长抑制效应时,我们发
现 Pb2+浓度较低时对墨汁鬼伞正常生长影响较小;
随 Pb2+浓度的升高,Pb2+对墨汁鬼伞的生长抑制增
大,抑制效应主要表现为导致菌落形状不规则、菌
丝生长稀疏以及培养基色素积累等方面.我们的研
究也表明墨汁鬼伞对不同浓度 Pb2+(5、100、800
mg·L-1)都具有较高的富集效率,但并不能完全清
除培养基中的 Pb2+;但在 Pb2+浓度高达 800 mg·L-1
时,尽管墨汁鬼伞对 Pb2+的富集效率较高,但是培
养基中残余的 Pb2+较多.从以上结果我们可以看到,
即使在 Pb2+浓度较高(800 mg·L-1)的情况下,墨汁
鬼伞也能够运用于环境中 Pb2+的清除,吸附 Pb2+后
的墨汁鬼伞可以用于对重金属 Pb2+的回收再利用.
同时我们也鉴定到了一个受 Pb2+诱导的 14-3-3 蛋
白,该蛋白可以作为环境 Pb2+污染的指示蛋白.
责任作者简介:谢成建(1982—),2002年西南大学制药工程
专业本科毕业,2011年获西南大学农学博士学位.2011 至今
在重庆师范大学从事科研教学工作.从事植物真菌与植物研
究.E-mail:xcj614@ 163.com.
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