活性氧介导生物拮抗菌细胞凋亡的机制研究

生物拮抗菌细胞凋亡是影响其生防效力的重要因素，成为当前生物防治领域的国际研究热点。活性氧已被证实参与了生物拮抗菌的细胞凋亡过程，但其介导的作用机制并不完全清楚。本研究是在完成了上一个基金项目"在逆境胁迫下酵母拮抗菌细胞凋亡及其调控机制研究"的基础上，利用单分子活体标记动态可视化技术，进一步探讨活性氧在生物拮抗菌细胞凋亡中的动态转运和作用靶标，并建立一套生物拮抗菌单分子活体标记与原位动态检测的实验技术体系。为深入阐明活性氧介导生物拮抗菌细胞凋亡的作用机制提供新的依据，同时，也为研制能有效保持生物拮抗菌生防效力的技术体系开拓新的思路。

本项目从环境胁迫下外源物质对酵母拮抗菌生活力的影响及其调控机制、钙-钙调素信号调控酵母菌脂筏蛋白表达和活性氧代谢、酵母拮抗菌对氧化胁迫的生理应答机制三方面开展研究。获得的主要研究结果包括：(1) 以汉逊德巴利酵母（Debaryomyces hansenii）和膜璞毕赤酵母（Pichia membranaefaciens）为研究材料，分析了钙处理对酵母拮抗菌热胁迫抗性、细胞内活性氧积累以及蛋白质氧化损伤的影响，发现了酵母拮抗菌培养基中添加外源钙可以提高酵母菌的抗逆性，从而提高热胁迫下的生活力，而活性氧积累与酵母拮抗菌的生活力下降密切相关，外源钙处理可以提高酵母菌抗氧化酶的活性，减少酵母菌胞内活性氧积累，减少蛋白质氧化损伤；(2) 揭示钙-钙调素信号途径参与调控脂筏蛋白表达及酵母菌胞内活性氧代谢，通过避免细胞内蛋白质发生羰基化和凝集损伤，提高Candida guilliermondii细胞在H2O2逆境下的生活力；(3) 利用流式细胞术和酶标仪定性和定量分析了H2O2处理后酵母拮抗菌的细胞凋亡和胞内活性氧水平，发现经H2O2处理后酵母拮抗菌C. lauentii和R. glutinis细胞的ROS水平显著上升，且凋亡细胞所占的比率明显上升，说明ROS在H2O2诱导酵母拮抗菌生活力丧失中起重要作用，而细胞凋亡则是酵母拮抗菌生活力丧失的重要原因之一。.本项目研究成果为深入阐明活性氧介导生物拮抗菌细胞凋亡的作用机制提供新的依据，同时也为研制能有效保持生物拮抗菌生防效力的技术体系开拓新的思路。相关研究结果发表论文4篇（SCI论文4篇），获得授权的国家专利2项，参编英文专著1部，培养研究生7人，完成了预期目标。