利用产胞外聚合物的稻田蓝细菌 Neowestiellopsis sp. VKB03 的盐度诱导适应潜力：理化、形态及生物量表征

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Harnessing salinity induced adaptive potential of extracellular polymeric substances producing rice-field cyanobacterium Neowestiellopsis sp. VKB03: a physiochemical, morphological, and biomass characterization

　　

摘要

灌溉土地中的盐分毒性已显著影响全球水稻产量。蓝细菌是稻田群落中的核心大气固氮者。然而，胞外聚合物（EPS）在蓝细菌应对盐胁迫的适应性适合度中起着独特作用。本研究分析了稻田蓝细菌 Neowestiellopsis 属 VKB03 株的理化、形态、生物量和聚合物特性。我们的发现表明，高盐含量提高了碳水化合物、EPS、脂质、脯氨酸、胁迫生物标志物（H₂O₂ 和 MDA）和抗氧化剂（CAT 和 APX）的水平。有趣的是，高盐通过抑制电子供体侧和受体侧降低了光化学活性（Fv/Fm 和 ETRmax），导致 PSII 失活。相反，调控和非调控的光化学荧光猝灭 [Y(NPQ), NPQ 和 Y(NO)] 增加，增强了能量耗散。值得注意的是，快动力学显示，失活的 PSII 反应中心限制了能量转移，增加了热损失，并降低了线性电子流（LEF）的潜力。相反，从过渡载体到最终 PSI 受体的电子传递效率增加，这已通过照后荧光瞬变（PIFT）得到证实。此外，显微照片显示，在高盐补充下，硫酸化和羧基化粘多糖的水平增加。重要的是，细胞内 Ca²⁺ 和 Na⁺ 水平增加，而 K⁺ 水平降低以维持细胞稳态。此外，CHNS 分析显示 C 和 H 增加，N 减少，从而提高了 C/N 和 H/C 比率。显著的是，FTIR 峰（1040 和 1075 cm?1）和 P-XRD 分析分别证实了与多糖相关的官能团和生物量的无定形性质。我们的发现表明，稻田 Neowestiellopsis 属通过适应高盐环境和增加的碳水化合物积累，支持 EPS 的生产。