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一个酿酒酵母菌株在镉胁迫下的生长研究

常红，吴丽华

太原师范学院生物系 134班

摘要本文研究了不同的氯化镉浓度以及不同的处理对酿酒酵母细胞的生长影响。结果表明，随着氯化镉浓度的提升，酵母细胞的生长均受到一定程度的影响，当氯化镉浓度为100umol/l时，酵母细胞受到的抑制程度最大。当用不同的处理方法处理酵母细胞时，50umol/l氯化镉抑制了酵母细胞的生长，而用50umol/l 氯化镉和0.5mmAsA、50umol/l氯化镉和0.5mmEGTA处理时，酵母细胞的生长受到的抑制程度减小且酵母细胞的生长有明显的提升，特别是用50umol/l氯化镉和0.5mmEGTA处理时，表明EGTA和AsA有可能降低氯化镉对酵母细胞生长的抑制作用。

关键词酿酒酵母，氯化镉，AsA，EGTA，生长曲线，相对存活率

酿酒酵母作为一种单细胞真核生物，具有增殖快，培养方便，兼性厌氧等特点，对其进行研究可以为镉与其它真核生物的相互作用提供有益的信息。镉是一种广泛分布的环境污染物，不仅对大气土壤，还对人等造成一定的危害［2］，主要通过影响人的生殖系统、骨骼和血液等，从而引起DNA的损伤、细胞凋亡等［3］。镉是最容易在人体蓄积的毒物，美国毒物管理委员会已将其列为第六位危害人体健康的毒物［5］。在1971年的一次国际环境会议上cd被列为环境污染中最为危险的五种物质之一；在世界卫生组织确定的17个优先研究的食品污染物中，Cd仅次于黄曲霉毒素和砷而被列为第三位；1984年联合国环境规划署提出的12种具有全球意义的危险化学物质中，Cd居首位；美国农业委员会把cd列为当前最主要的农业环境污染物［11］。更重要的是一种有毒的重金属，能够诱导细胞的氧化损伤。主要通过三种方式来干扰细胞，其中之一是与谷胱甘肽、金属硫蛋白结合，损耗细胞内的抗氧化物；二是置换金属活性离子，抑制其活性；三是与线粒体膜上的复合物结合，抑制电子传递，诱导氧自由基的产生［1］。研究表明，在酵母的生长过程中，镉是极毒元素，只要0.125p.p.m就可以使酵母细胞的生长极度下降［4］。影响酵母生长的因素有很多，如ph、温度、培养基、化学物质等［6］，本文研究的就是各元素对其的影响。

1 材料与方法

1．1材料

本实验所用的菌株为酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），从中国科学院研究所菌种保藏中心购买。

YPD培养基配制：YPD培养基配制：称量1%的酵母提取物，2%蛋白胨，2%葡萄糖，自然pH，121℃灭菌20 min，YPD 固体培养基添加2.2%的琼脂。用于氯化镉浓度研究的培养基除氯化镉含量增加至10 umol/l、30 umol/l、50 umol/l、100 umol/l外，其余的与YPD液体培养基相同。

1.2 菌株的活化

将活化菌株分别转接YPD 液体培养基和含不同浓度氯化镉的培养基中，使初始OD600在0.03~0.05左右，28℃，200rpm振荡培养过夜。取适量活化的菌液至新鲜液体培养基中，振荡培养至对数期。

1.3 菌株生长的测定

取适量菌悬液至含有不同浓度的氯化镉（0,0.01,0.03,0.05,0.1mmol/l）的液体培养基中，24h后，测定培养液的光密度值OD600。

1.4 菌株生长曲线的测定

取适量菌悬液分别接种至含有50umol/l的氯化镉，50umol/l的氯化镉和0.5mmAsA，50umol/l的氯化镉和0.5mmEGTA的液体培养基中，24h后，测定培养液的光密度值OD600。

1.5 菌株相对存活率

吸取适量对数期的氯化镉的浓度为50umol/l的酵母菌悬液，并稀释10000倍，吸取100ul稀释菌液接种到固体平板上，分别用50umol/l的氯化镉，50umol/l的氯化镉和0.5mmAsA，50umol/l的氯化镉和0.5mmEGTA处理，测定培养菌液中酵母的存活数。2结果与分析

2.1菌株生长的测定

图1为测定的培养在含不同的氯化镉浓度的液体培养基中酿酒酵母细胞的存活数。当培养基中不含氯化镉时，酵母细胞的存活数，最大为（100.3633±2.528544）。当氯化镉的浓度达到10umol/l后，该菌株的生长受到一定程度的抑制，酵母细胞的存活数为（86.60667±5.904956）,与不含氯化镉浓度的结果有显著差异（0.010.01）；氯化镉浓度再一步提高到50umol/l，该菌株的生长又进一步受到抑制，酵母细胞的存活数为（41.78678±1.22605）,与30umol/l氯化镉浓度的结果有极显著差异（p>0.01）;；氯化镉浓度最后提高到100umol/l，该菌株的生长受到抑制的程度加大，酵母细胞的存活数为（8.949781±0.577419），与50umol/l氯化镉浓度的结果有极显著差异（p>0.01）。

图1 不同浓度氯化镉对酵母细胞生长的影响

2.2 菌株生长曲线的测定

图2为测定的不同氯化镉处理对酵母细胞生长的光密度值。当培养基中不含氯化镉时，酵母细胞的光密度值为（2.221±0.097581）；当氯化镉的浓度为50umol/l时，酵母细胞

的光密度值为（0.6955±0.137886）比不含氯化镉的下降了68.7%；当用50umol/l氯化镉和0.5mmAsA处理时，该菌株的光密度值（0.9695±0.02192）反而比用单独用50umol/l 氯化镉处理高39.4%；当用50umol/l氯化镉和0.5mmEGTA处理时，该菌株的光密度值（2.187±0.34224）比用50umol/l氯化镉和0.5mmAsA处理高126%，明显高于其他处理。

图2 不同的氯化镉处理对酵母细胞生长的影响

2.3菌株相对存活率

图3为测定的在不同氯化镉处理下，酵母细胞相对存活数。当培养基中不含氯化镉时，酵母细胞的存活数为（100±3.279857）；当氯化镉的浓度为50umol/l时，为（52.3416±1.952816）比不含氯化镉的下降了47.7%；当用50umol/l氯化镉和0.5mmAsA处理时，该菌株的存活数（61.84573±0.860193）比用单因子50umol/l氯化镉处理提高18.2%；当用50umol/l氯化镉和0.5mmEGTA处理时，该菌株的存活数为（77.82369±4.607639）比用50umol/l氯化镉和0.5mmAsA共同作用提高25.8%，显著的高于其他处理。