Environ Pollut：华南理工尹华|白腐真菌在铬胁迫下的K+失衡

浏览次数：317　发布日期：2018-7-17　来源：旭月微信公众号

细胞凋亡时胞内K⁺外排是大家公认的观点。利用非损伤微测技术（NMT）测定到Cr(Ⅵ)胁迫时K⁺外排增加，证实了Cr(Ⅵ)确实会诱导细胞凋亡。

白腐真菌可作为去除重金属的一种潜在的方法，因此了解其对于重金属的毒性反应利于开发和推广基于真菌的修复技术，以此减少重金属的毒害。

2017年5月，华南理工大学尹华教授在Environmental Pollution上发表了“Hexavalent chromium induced oxidative stress and apoptosis in Pycnoporus sanguineus”的研究成果。封觅为本文第一作者。

尹教授课题组以白腐真菌活体P. sanguineus为研究对象，利用基于非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technology, NMT）的NMT Physiolyzer^®（NMT活体生理检测仪），检测了活体真菌在Cr(Ⅵ)胁迫下的K⁺流变化，探讨Cr(Ⅵ)诱导的氧化应激和细胞凋亡反应。

结果显示：Cr(Ⅵ)胁迫促进了K⁺从细胞内外排到胞外环境的过程，而且当Cr(Ⅵ)浓度超过20 mg/L后，K⁺外排速率明显增加。细胞凋亡时胞内K⁺外排是大家公认的观点，由于胞内K⁺减少，激活了半胱天冬酶和核酸酶，促进了细胞凋亡过程。利用非损伤微测技术（NMT）测定到Cr(Ⅵ)胁迫时K⁺外排增加，证实了Cr(Ⅵ)确实会诱导P. sanguineus发生细胞凋亡。而且，课题组前期研究已证实：Cr(Ⅵ)胁迫时K⁺外排可能与Na⁺-K⁺ ATPase收到抑制相关。

另外，研究中还发现高浓度的Cr(Ⅵ)促进了活性氧自由基(ROS)的产生，包括H₂O₂、O₂等。随着Cr(Ⅵ)浓度增加，SOD和CAT活性随GSH含量增加而提高，24h后下降，MDA含量明显升高。Cr(Ⅵ)浓度超过20 mg/L后，活体真菌所受的氧化损伤进一步加重，加速细胞凋亡进程。

非损伤微测技术(NMT)已成为活体功能研究必备的技术手段，在重金属胁迫领域发挥着无法替代的优势。因其操作简便、不损伤活体样品、实时等特点，受到广大科研学者的青睐。

目前，NMT可检测的指标多达12种，除了上述的K⁺，还包括Ca²⁺、Na⁺、H⁺、Cl^-、Mg²⁺、NH₄⁺、NO₃^-、H₂O₂、O₂、IAA、Cd²⁺。除此之外，Pb²⁺、Cu²⁺等即将实现商业化检测。NMT可检测的样品不仅包括微生物，还有植物、动物等组织、细胞，藻细胞，金属、泥沙等均可实现检测。

真菌-植物互作活体生理机制研究案例 | 2017真菌资源开发学术研讨会

Mycorrhiza：中农冯固组丛枝菌根真菌与大豆根瘤菌协同促进双方的质子释放

New Phytol：中科院生态环境中心陈保冬组NMT证实AM真菌的水通道蛋白及其功能

New Phytol：葡萄牙学者质子流作为丛枝菌根真菌芽管菌丝发育的标签

NMT在环境领域，尤其是农业环境领域的研究实力，已经在上一期（207期）的《活体研究大家谈》中，例举了诸多实例。除农业环境领域外，海洋环境领域利用NMT进行活体样品的研究，潜力巨大。

旭月研究院研究顾问、台湾师范大学的林豊益教授，长期从事海洋酸化对鱼类生理指标的影响。

点击观看视频

水体酸化对鱼腮质子流动的影响

林教授利用NMT在鱼类生理研究领域，已发表SCI文章11篇，相关成果介绍请参考下方链接。

台湾师大林豊益|斑马鱼泌酸过程的调控机制

台湾师大林豊益|斑马鱼皮肤的排氨机制

2018年6月27日，美国扬格/旭月北京非损伤微测系统，顺利中标中国科学院南海海洋研究所。中科院南海海洋研究所主要致力于热带海洋环境动力与生态过程、边缘海地质演化与油气资源、热带海洋生物资源可持续利用与生态保护、海洋环境观测体系及其关键技术的研究。NMT作为一个通过离子分子流速检测，揭示活体生物与外界环境进行信息交换的工具，它到底能为海洋研究带来哪些新的成果与机遇呢？

1.基于生物信号的水环境监测系统

尽管生物检测的理念自古有之，旭月“水安全速检仪”的创新在于，放弃了国外目前仍在使用的斑马鱼等材料，创造性地找到了更适合中国国情的指示生物-水丝蚓，不仅实现了对西方检测技术的超越，而且更简单、更灵敏、成本更低，检测速度也更快，能够对水安全进行实时互联网预警和日常监测。

鱼胚胎O₂流对环境污染物的信号响应

鱼胚胎O₂流对环境污染物的信号响应

2.海洋富营养化治理研究

2008年北京奥运会前夕，青岛奥帆赛场海域出现的大量浒苔曾让我们为帆船比赛能否顺利举行捏了一把汗。彼时，旭月公司受邀携非损伤微测系统紧急赶赴青岛，进行浒苔生长机理的量化研究，为浒苔的控制和清除提供决策依据。研究结果显示，浒苔在爆发前夕，其活体个体的H⁺流、O₂流，会出现特有的谱图。

NMT对藻类生长机制的研究

3.海洋水产（鱼类）研究

除了上文提到的斑马鱼研究外，对青鳉（F2013-017、F2012-011、F2010-004），虹鳟（F2000-016），罗非鱼（F2009-004）等经济鱼类，也有诸多的研究成果。可以前往旭月研究院官网，自行搜索文献编号下载全文。

点击回顾中国水产研究院黑龙江水产所NMT培训

4.海洋水产（植物）研究

海藻组织培养是品种改进、遗传工程中重要的微体繁殖工具。但限于微体繁殖研究的现有机制，其发展要远落后于高等植物组培研究。江篱，琼胶的主要原料，是食品工业中的重要原材料。国内学者利用NMT，研究了江篱移植栽培后，不定枝形成的机制。