Page 9 - 《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 ７

２.２ 降解菌的 １６Ｓ ｒＲＮＡ 基因鉴定 异ꎮ 不同菌液接种量条件下ꎬ人参皂苷 Ｒｂ 的降解
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提取降解菌的基因组 ＤＮＡꎬ并完成 １６Ｓ ｒＲＮＡ 率均较高ꎬ当接种量为 １０％时降解效果最好ꎬ并显
基因测序ꎬ将得到的序列与数据库已知序列进行 著高于另外 ３ 组( Ｐ < ０. ０５)ꎬ即 使 是 最 低 降 解 组
ＢＬＡＳＴ 比对ꎬ结 果 见 表 ２ꎻ 图 １ 为 高 效 降 解 菌 株 (２０％接种量) 其降解率均值也达到 ８６％( 图 ２)ꎮ
ＳＣ３ 与 相 似 度 较 高 对 照 菌 的 系 统 进 化 树ꎮ 菌 株 菌株 ＳＣ３ 对培养温度具有良好的耐受力ꎬ在 ２５ ~

ＳＣ３ 与 Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓ ｎｉｔｒｉｔｉｒｅｄｕｃｅｎｓ 同源性最近ꎬ ４０ ℃ 之间ꎬ对人参皂苷 Ｒｂ 的降解率均大于 ８０％ꎮ
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序列相似度达 ９８.０７％ꎮ 通过上述的综合分析ꎬ将 而在培养温度为 ３０ ℃ 和 ３５ ℃ 时ꎬ降解效果显著
这株菌鉴定为寡养单胞菌属( Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓ) 细 好于其他组(Ｐ<０.０５)(图 ３)ꎮ 菌株 ＳＣ３ 对培养基
菌ꎬ菌株序列已提交至 ＧｅｎＢａｎｋ 数据库ꎬ登录号为 ｐＨ 较为敏感ꎬ在 ｐＨ 为 ４、５ 时ꎬ降解率低于 ６０％ꎮ

ＭＷ ０４５２０５ꎮ 在 ｐＨ 为 ７、８ 时ꎬ降解率均超过 ９０％ꎬ显著高于其
他 ｐＨ 处理组(图 ４)ꎮ
表 ２ 基于 １６Ｓ ｒＲＮＡ 基因分析的皂苷降解菌鉴定 ２.３.３ 菌株 ＳＣ３ 降解人参皂苷 Ｒｂ 的过程跟踪 选
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Ｔａｂｌｅ ２ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｐｏｎｉｎ￣ｄｅｇｒａｄｉｎｇ ｂａｃｔｅｒｉａ 用底物浓度 ４００ ｍｇｍＬ 、培养基 ｐＨ ７.０、培养温
￣１
ｂａｓｅｄ ｏｎ １６Ｓ ｒＲＮＡ ｇｅｎｅ ａｎａｌｙｓｉｓ
度 ３０ ℃ 和接种量 １０％( Ｖ / Ｖ) 的条件ꎬ对菌株 ＳＣ３
菌株编号 相似度 降解人参皂苷 Ｒｂ 的过程进行跟踪监测ꎬ９６ ｈ 内结
最相似分类 最相似菌株 １
Ｓｔｒａｉｎ Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ
Ｔｏｐ￣ｈｉｔ ｔａｘｏｎ Ｔｏｐ￣ｈｉｔ ｓｔｒａｉｎ 果如图 ５、图 ６ 所示ꎮ 从图 ５、图 ６ 可以观察到ꎬ人
Ｎｏ. (％)
参皂苷 Ｒｂ 在前 １２ ｈ 降解较少ꎬ第 ４８ ｈ 时人参皂
ＳＡＺ３ Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｉａ ｖｅｒｍｉｃｏｌａ ＯＰ１ ９９.１０ １
苷 Ｒｂ 降解超过 ６２％ꎬ６０ ｈ 后降解速率明显放缓ꎬ
ＰＳＣＺ２ Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｕｂｏｎｅｎｓｉｓ ＣＩＰ１０７０７８ ９９.０９ １
在 ９６ ｈ 后接近完全降解ꎮ
ＳＣＺ１ Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ ｓｏｌｉ ＢＡＡ２１０２ ９８.７４
ＳＣ２ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｈｕｎａｎｅｎｓｉｓ ＬＶ ９９.８６ ３ 讨论与结论
Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓ
ＳＣ３ ＤＳＭ １２５７５ ９８.０７
ｎｉｔｒｉｔｉｒｅｄｕｃｅｎｓ 利用从植物根际筛选的微生物来降解自毒物
ＳＢＺ１ Ｃｏｍａｍｏｎａｓ ｔｅｓｔｏｓｔｅｒｏｎｉ ＡＴＣＣ１１９９６ ９９.７２ 质ꎬ是行之有效的方法ꎮ 王罗涛等(２０２０) 从三七
根际土壤筛选出一株对皂苷具有较好降效效果的
ＰＳＢＺ１ Ｌｅｌｌｉｏｔｔｉａ ｊｅｏｔｇａｌｉ ＰＦＬ０１ ９８.４３
蒙氏假单胞菌菌株 ＰＭ￣４１ꎬ并对毁灭柱孢菌具有
明显拮抗活性ꎮ 本研究采用类似策略ꎬ从三七根
２.３ 菌株 ＳＣ３ 对单体皂苷的降解特性
际土壤中成功分离出 ８ 株潜在降解细菌ꎬ它们均
２.３.１ 菌株 ＳＣ３ 对单体皂苷 Ｒｇ 和 Ｒｂ 的降解 标
１ １ 能在以皂苷为唯一碳源的无机盐培养基中生长ꎬ
准曲 线 结 果 显 示ꎬ 当 人 参 皂 苷 Ｒｇ 检 测 浓 度 为 其中菌株 ＳＣ３ 菌株对皂苷的降解效果最好ꎮ 该策
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￣１
３.１２５ ~ ４００ ｍｇ ｍＬ 、 Ｒｂ 检 测 浓 度 为 ２５ ~ ４００ 略是利用了细菌的趋化性ꎬ利用自毒物质对目标
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￣１
ｍｇｍＬ 时ꎬ浓度与峰面积线性关系良好ꎮ 将 ＳＣ３ 微生物进行富集ꎮ 朱晓艳等(２０１９) 研究表明细菌
菌株分别接种至以这两种单体皂苷为唯一碳源的 能在化学物质的影响下移动ꎬ要么靠近要么远离
ＭＳＭ 培 养 基 中ꎬ结 果 如 表 ３ 所 示ꎮ 在 接 种 ９６ ｈ 异源物质ꎬ这有助于细菌找到生长和生存的最佳
后ꎬ菌株 ＳＣ３ 对不同浓度 Ｒｂ 降解量均高于对 Ｒｇ 条件ꎮ 这些化学物质作为微生物吸引剂ꎬ既是引
１ １
￣１ 起土壤微生物群落动态变化或组成的主要驱动因
的降解ꎬ对 ４００ ｍｇｍＬ 的 Ｒｂ 降解率接近 ９０％ꎮ
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因此ꎬ接下来研究菌株 ＳＣ３ 对 Ｒｂ 的降解ꎬ并优化 素ꎬ又 为 土 壤 微 生 物 提 供 了 主 要 碳 和 能 源
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培养条件ꎮ (Ｌｕｎｄｂｅｒｇ ＆ Ｔｅｉｘｅｉｒａꎬ ２０１８)ꎮ 例如ꎬ糖、氨基酸和
２.３.２ 不同因素对菌株 ＳＣ３ 降解人参皂苷 Ｒｂ 的影 糖醇等是普遍的微生物吸引剂ꎬ酚类和黄酮类化
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响 在以 ４００ ｍｇｍＬ 人参皂苷 Ｒｂ 为唯一碳源 合物 是 某 些 特 定 微 生 物 的 信 号 分 子 ( 李 茹 等ꎬ
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的 ＭＳＭ 培养基中ꎬ不同接种量、培养温度和 ｐＨ 对 ２０１１)ꎮ 三七是多年生植物ꎬ其根系分泌物积聚在
菌株 ＳＣ３ 降解人参皂苷 Ｒｂ 的影响ꎮ 图 ２、图 ３、图 根际中ꎬ并且为微生物生长提供底物ꎬ久而久之ꎬ不
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４ 结果均表明ꎬ不同因素对降解率影响存在显著差 能适应环境变化的菌种被淘汰(Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎮ