Page 11 - 《广西植物》2023年第7期

７ 期 向维等: 三七皂苷类自毒物质降解细菌分离及其降解特性 １ １ ７ ９

图 ３ 温度对菌株 ＳＣ３ 降解人参皂苷 Ｒｂ 的影响
１ 图 ５ 人参皂苷 Ｒｂ 的降解过程
１
Ｆｉｇ. ３ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｇｉｎｓｅｎｏｓｉｄｅ
Ｆｉｇ. ５ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｇｉｎｓｅｎｏｓｉｄｅ Ｒｂ
１
Ｒｂ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｂｙ ｓｔｒａｉｎ ＳＣ３
１
道菌株分泌的 β￣葡萄糖苷酶能作用于 Ｃ￣３ 和 Ｃ￣２０
位置上的特定糖苷键ꎮ 刘欣茹等(２０１８) 构建了 β￣
葡萄糖苷酶基因的表达载体且转化至赤酵母中表
达ꎬ并利用工程菌成功将人参皂苷 Ｒｂ 进行转化ꎮ
１
据报道ꎬ人参皂苷 Ｒｂ 在微生物的作用下可通过
１
Ｒｂ →ＧＸＶＩＩ→Ｆ →Ｃ￣Ｋ、Ｒｂ →Ｒｄ→Ｆ →Ｃ￣Ｋ、Ｒｂ
１ ２ １ ２ １
→ＧＸＶＩＩ→ＧＬＸＸＶ→Ｃ￣Ｋ( Ｓｈｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３ꎻ赵倩
等ꎬ２０２１)等途径进行转化或降解ꎮ 这些途径除了
需要水解 β￣葡萄糖外ꎬ还需要可以水解呋喃阿拉
伯糖、吡喃阿拉伯糖或木糖的糖苷酶ꎮ
此外ꎬ非酶促作用还可导致皂苷的降解ꎮ 本
研究发现ꎬ在未加入降解菌的对照组中ꎬ特别是培
养液 ｐＨ 较低时对照组中皂苷自然降解率更高ꎬ这

图 ４ ｐＨ 对菌株 ＳＣ３ 降解人参皂苷 Ｒｂ 的影响 主要是由于存在皂苷酸水解现象ꎮ Ｓｈｅｎ 等(２０１３)
１
Ｆｉｇ. ４ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐＨ ｏｎ ｇｉｎｓｅｎｏｓｉｄｅ Ｒｂ 研究发现ꎬ无微生物作用下ꎬ在 ｐＨ 为 １.２ 去离子
１
ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｂｙ ｓｔｒａｉｎ ＳＣ３ 水中人参皂苷 Ｒｂ 能在 １ ｈ 内水解超过 ５０％ꎮ 二
１
醇型人参皂苷在酸性条件下会发生取代糖基的水
解、脱水和加成反应(赵乐凤等ꎬ２０１８)ꎮ 前述研究
降解ꎮ 微生物分泌的酶可对皂苷 Ｃ￣３、Ｃ￣６ 或 Ｃ￣２０
位上的糖基进行水解ꎬ不同微生物或不同特异性 表明ꎬ皂苷在酸性条件下能有效自然降解ꎮ 但是ꎬ
的酶决定了皂苷的降解效果和途径ꎮ 人参皂苷 种植土壤很难达到这种酸性条件ꎬ并且土壤过度
Ｒｇ 和 Ｒｂ 分别属于三醇型和二醇型皂苷ꎬ它们在 酸化不利于植物的生长(Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎮ
１ １
结构上具有明显的差异ꎮ 人参皂苷 Ｒｂ 的 Ｃ￣２０ 位 综上所述ꎬ采用富集和驯化策略可有效筛选
１
是以 β￣(１ꎬ６) 糖苷键相连接的二个葡萄糖ꎬＲｇ 的 自毒物质降解菌ꎬ本研究从三七根际土壤中共分
１
Ｃ￣２０ 位是以 α￣(１ꎬ６)糖苷键相连接 ２ 个不同类型 离出 ８ 株潜在自毒物降解细菌ꎬ但其降解能力存
糖(Ｂｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎮ 这说明 Ｒｂ 分解的糖苷降解 在差异ꎮ 通过进一步对降解菌的降解特性研究发
１
酶能特异性地作用于某个位点ꎬ不同的空间结构 现ꎬ同一菌株对不同类型的皂苷降解能力存在差
会对酶的作用产生阻碍作用ꎮ 张庆锋等(２０２１) 报 异ꎬ本研究中的菌株 ＳＣ３ 可对二醇型皂苷 Ｒｂ 高效
１