渗透调节物质和膜脂在嗜冷子囊菌Leuconeurospora pulcherrima的耐寒适应中的作用

《Microbiology》：The Role of Osmolytes and Membrane Lipids in Cold Adaptation of the Psychrophilic Ascomycete Leuconeurospora pulcherrima

低温适应机制研究显示，拟寒真菌Leuconeurospora pulcherrima在15℃和5℃条件下，渗透调节物质（甘露醇60%和山梨醇30%）比例显著变化，膜脂质中磷脂酰乙醇胺和胆碱比例升高，饱和脂肪酸占比下降，不饱和度增加至2.0，并通过调节膜流动性适应低温环境。

　　

摘要

根据在不同温度下的生长速率，子囊菌Leuconeurospora pulcherrima属于嗜冷菌，因为它能在–2至22.5°C的温度范围内生长，最适生长温度为15°C。为了研究其适应寒冷的机制，研究人员在最优温度（15°C）和较低温度（5°C）下对该真菌进行了培养实验。在15°C时，真菌体内的渗透调节物质含量达到10%；而在低温条件下，这一比例仅为前者的一半。在最适生长温度下，真菌体内的渗透调节物质以海藻糖（占总量的60%）和甘露醇（占总量的30%）为主，且这两种物质的比例在生长过程中保持不变。在5°C时，这两种物质的比例同样没有变化，但甘露醇的比例略有增加（35%），而海藻糖的比例则有所下降（55%）。在两种温度下，膜脂质组成都以磷脂乙醇胺、磷脂酸和磷脂胆碱为主。在15°C时，主要磷脂的比例在生长过程中没有变化，但固醇的含量翻了一番。相反，在5°C生长条件下，磷脂乙醇胺和磷脂胆碱的比例显著增加，而磷脂酸的比例则下降；同时，固醇的比例始终保持在较低水平。在最适生长条件下，磷脂中的脂肪酸以亚油酸为主（占总量的60%）；而在5°C时，亚油酸和亚麻酸占主导地位，导致脂肪酸的不饱和度显著升高（最高可达2.0）。因此，为了适应寒冷环境，该真菌通过显著增加磷脂中的亚麻酸含量、降低固醇与磷脂的比例、提高非双层脂质在膜中的比例以及增加甘露醇与海藻糖的比例来调节膜流动性。