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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學院辦院方針

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新疆生地所等揭示鹽脅迫下產(chǎn)胞外多糖功能基因的差異表達特征及相關(guān)多糖結(jié)構(gòu)屬性

2020-11-12 新疆生態(tài)與地理研究所

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語音播報

　　鹽堿化是干旱區(qū)農(nóng)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，一些產(chǎn)胞外多糖的功能菌在特定條件下形成的胞外聚合物，能夠通過螯合Na⁺、K⁺和 Ca⁺²等金屬離子來緩解鹽脅迫對植物的傷害，同時在一定程度上起到保持水分的作用，從而促進植物生長。在不同鹽脅迫條件下，產(chǎn)胞外多糖功能菌在基因水平如何調(diào)控？其胞外多糖結(jié)構(gòu)如何變化？

　　針對上述問題，中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所極端環(huán)境微生物研究團隊研究員李文均、博士劉永紅與烏茲別克斯坦科學院教授Bakhtiyor A. Rasulov合作，以來源于新疆干旱區(qū)植物的微生物菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14為研究對象，從分子水平解析胞外多糖相關(guān)基因的表達特征，胞外多糖結(jié)構(gòu)屬性及對鹽脅迫的響應。

　　研究表明，與胞外多糖合成相關(guān)的exoK和exoM基因，在不同鹽脅迫條件下進行差異表達。隨鹽脅迫水平的提高，關(guān)鍵基因exoK和exoM及相關(guān)基因簇下調(diào)，胞外多糖產(chǎn)量下降。鹽脅迫導致相關(guān)功能基因表達水平、菌株的次級代謝產(chǎn)物——胞外多糖結(jié)構(gòu)改變和單糖分子摩爾比值的變化。例如，在0.25%的NaCl脅迫下，Glu：Man：Gal：Xyl：Ara：Rha：Rib的比值為31.21：3.02：2.77：1：0.91：0.64：0.41；在2.0%的NaCl脅迫下Glu：Man：Ara：Xyl：Rib：Gal的比值為7.9：2：2：1.58：1.1：1。

　　相關(guān)研究成果以Gene expression abundance dictated exopolysaccharide modification in Rhizobium radiobacter SZ4S7S14 as the cell's response to salt stress為題，發(fā)表在International Journal of Biological Macromolecules上

　　論文鏈接

圖1.A.菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14的EPSI合成相關(guān)基因簇鑒定。B.菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14不同碳源條件下的時間表達模

　　圖2.標準碳水化合物吸收峰（A）菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14在NaCl為0%時胞外多糖的吸收峰；（B）0.25%；（C）0.5%；（D）1.0%；（E）2.0%；（F）加NaCl的ISP2培養(yǎng)基樣品

　　鹽堿化是干旱區(qū)農(nóng)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，一些產(chǎn)胞外多糖的功能菌在特定條件下形成的胞外聚合物，能夠通過螯合Na+、K+和 Ca+2等金屬離子來緩解鹽脅迫對植物的傷害，同時在一定程度上起到保持水分的作用，從而促進植物生長。在不同鹽脅迫條件下，產(chǎn)胞外多糖功能菌在基因水平如何調(diào)控？其胞外多糖結(jié)構(gòu)如何變化？
　　針對上述問題，中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所極端環(huán)境微生物研究團隊研究員李文均、博士劉永紅與烏茲別克斯坦科學院教授Bakhtiyor A. Rasulov合作，以來源于新疆干旱區(qū)植物的微生物菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14為研究對象，從分子水平解析胞外多糖相關(guān)基因的表達特征，胞外多糖結(jié)構(gòu)屬性及對鹽脅迫的響應。
　　研究表明，與胞外多糖合成相關(guān)的exoK和exoM基因，在不同鹽脅迫條件下進行差異表達。隨鹽脅迫水平的提高，關(guān)鍵基因exoK和exoM及相關(guān)基因簇下調(diào)，胞外多糖產(chǎn)量下降。鹽脅迫導致相關(guān)功能基因表達水平、菌株的次級代謝產(chǎn)物——胞外多糖結(jié)構(gòu)改變和單糖分子摩爾比值的變化。例如，在0.25%的NaCl脅迫下，Glu：Man：Gal：Xyl：Ara：Rha：Rib的比值為31.21：3.02：2.77：1：0.91：0.64：0.41；在2.0%的NaCl脅迫下Glu：Man：Ara：Xyl：Rib：Gal的比值為7.9：2：2：1.58：1.1：1。
　　相關(guān)研究成果以Gene expression abundance dictated exopolysaccharide modification in Rhizobium radiobacter SZ4S7S14 as the cell's response to salt stress為題，發(fā)表在International Journal of Biological Macromolecules上
　　論文鏈接
　　圖1.A.菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14的EPSI合成相關(guān)基因簇鑒定。B.菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14不同碳源條件下的時間表達模
　　圖2.標準碳水化合物吸收峰（A）菌株Rhizobium radiobacter SZ4S7S14在NaCl為0%時胞外多糖的吸收峰；（B）0.25%；（C）0.5%；（D）1.0%；（E）2.0%；（F）加NaCl的ISP2培養(yǎng)基樣品
　　

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