农业环境科学学报

作者：宋雨欣,袁梦,陈国涛,谢光虹,朱崇岭,崔堂兵,任源

单位：华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006,华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006,华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006,华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006,华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006,华南理工大学生物科学与工程学院, 广州 510006,华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006,产业集群污染控制与生态修复教育部重点实验室, 广州 510006,广东省普通高等教育机构环境保护与生态修复重点实验室, 广州 510006

关键词：Cu2+,Cd2+,胞外聚合物,Pantoea dispersa MSC14,生理响应,转录组学,

基金：国家重点研发计划项目（2020YFC1808803）

为探究微生物应对重金属胁迫的生存策略，明确胞外聚合物（EPS）在微生物重金属耐受中的功能及不同重金属耐受机制的差异，本研究测定了Cu2+和Cd2+胁迫下Pantoea dispersa MSC14表面的EPS产量，通过比较EPS去除前后生理生化指标的变化揭示了EPS在重金属耐受中的关键作用，并通过转录组学分析了其对Cu2+和Cd2+耐受机制的差异。结果发现，菌株MSC14在高达300 mg·L-1的Cu2+和Cd2+胁迫下仍可表现出一定的代谢活性。同时，EPS含量显著增加，其中多糖和蛋白质的含量在Cu2+胁迫下最高分别增加19.0倍和9.3倍，Cd2+胁迫下最高分别增加5.8倍和7.8倍。菌株MSC14胞外吸附Cu2+和Cd2+的量显著高于胞内的积累量，在去除EPS后，Cu2+和Cd2+的总积累量分别减少了49.8%~52.0%和40.0%~68.6%，同时氧化应激程度加重。KEGG分析表明菌株MSC14对Cu2+和Cd2+的耐受机制存在一定差异。Cu2+胁迫诱导了菌株的氮代谢，促使Cu2+在细胞内还原为Cu+。Cd2+胁迫促进了小分子物种的合成与转运，菌株通过胞内沉淀和外排来提高Cd2+耐受性。研究表明，EPS是菌株MSC14耐受Cu2+和Cd2+的重要屏障，同时，菌株针对Cu2+和Cd2+形成了不同的特异性耐受策略。

来源：2025年第6期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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