麦吉尔大学团队发现新型酵母,低温下可从呼吸作用转为乙醇发酵适应寒冷
2021-01-21
海外星云 2021年24期
关键词:环境
近日,科学家从南极洲麦克默多干谷15万年前的永久冻土层中分离出新型嗜极酵母Rhodotorula frigidialcoholis,通过表型和系统发育分析,将R.frigidialco holis归类为新物种。
地球生物圈大部分处在低于5摄氏度的永久低温环境中,包括大面积<0摄氏度的低温环境,具备地球上最干燥、生物量最低、寒冷和含盐量最高等特点。尽管条件如此苛刻,仍有很多能够进行代谢活动甚至在原位生长的微生物存在于此,包括细菌、古细菌、藻类和真菌。
这些适应寒冷的微生物被称为嗜冷菌或耐冷菌,能够在冰川中存活数千年。生存在这样的环境中,微生物必须克服许多生化和生理挑战,包括低水分和养分利用率、高氧化应激、高太阳辐射和多次冻融循环,膜流动性、酶活性和蛋白质折叠的显著下降,以及稳定的二级抑制性DNA/RNA结构的产生。
但微生物也会通过进化,获得适应这种环境的性状,确保在永久冻土层中生存下来。人们对这种冰冻圈冷适应微生物充满了好奇。
曾有过一些关于北极和南极环境中的细菌、古细菌和藻类的研究。最近,人们对存在于在这些环境中的真菌产生了兴趣。真菌在冰冻圈中起着关键作用,因为它们是通过内生和地衣关系产生初级生物质的重要促进剂并参与养分循环。
冰冻圈冷适应真菌的一个例子是一种红酵母属的单细胞粉色酵母,在麦吉尔大学最近的一项研究中,科学家将其从寒冷的生态系统中分离出来并进行分析、鉴定,发现它们在地球上最寒冷和最干燥的地方生存,并进化出了独特的策略来应对恶劣的环境。
在此之前,科学家曾在许多寒冷生态系统中检测到担子菌酵母,但尚未完全了解它们对低温的适应策略。使酵母存活的分子机制包括产生抗冻剂和冷活性蛋白、相容的溶质以及膜流动性的增加。……
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