分泌的α-淀粉酶能够有效诱导Colpoda物种内部及不同Colpoda物种之间的生殖囊形成,而Colpoda是一类重要的土壤栖息原生生物

《Science China-Life Sciences》:A secreted alpha-amylase effectively induces reproductive cyst formation both within and across Colpoda species, key soil-dwelling protists

【字体: 时间:2026年02月17日 来源:Science China-Life Sciences 9.5

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  Colpoda生殖胞形成机制研究揭示α-淀粉酶通过激活细菌来源的碳水化合物流体颗粒触发跨物种互作,显著提升胞密度达4.6倍,为土壤生物修复和农业微生物调控提供新靶点。

  

摘要

Colpoda 是土壤生态系统中最常见的真核微生物之一,在土壤和植物根际环境的物质与能量循环中发挥着关键作用。Colpoda 在土壤中可以形成两种类型的胞囊:生殖胞囊和休眠胞囊。生殖胞囊是 Colpoda 增殖和环境适应的重要发育阶段。本研究全面描述了 Colpoda inflata 的生殖胞囊形成过程,发现由细菌消化产物衍生的碳水化合物包裹的颗粒结构是其主要的形态特征。C. inflata 分泌的物质能够有效促进生殖胞囊的形成。我们获得了高质量的 C. inflata 基因组序列,并分离并鉴定了三类分泌蛋白。体外 实验表明,α-淀粉酶足以以剂量依赖的方式诱导生殖胞囊的形成并促进细胞快速增殖,使细胞密度达到标准培养条件下的4.6倍。进一步的研究发现,C. inflata 的 α-淀粉酶能够跨物种诱导其他 Colpoda 种类的生殖胞囊形成,且诱导效率与物种间的系统发育距离呈负相关。来自不同 Colpoda 种类的 α-淀粉酶的异源表达显示出了跨物种诱导能力,这表明在土壤和根际生态系统中 Colpoda 之间存在种间相互作用。总之,本研究为 Colpoda 生殖胞囊形成的分子机制提供了重要见解。所发现的机制能够显著增强 Colpoda 种群的生物量,为未来基于 Colpoda 的生物修复策略(用于处理土壤污染物)和农业生产系统中的微生物干预措施提供了遗传工程应用的基础。

Colpoda 是土壤生态系统中最常见的真核微生物之一,在土壤和植物根际环境的物质与能量循环中发挥着关键作用。Colpoda 在土壤中可以形成两种类型的胞囊:生殖胞囊和休眠胞囊。生殖胞囊是 Colpoda 增殖和环境适应的重要发育阶段。本研究全面描述了 Colpoda inflata 的生殖胞囊形成过程,发现由细菌消化产物衍生的碳水化合物包裹的颗粒结构是其主要的形态特征。C. inflata 分泌的物质能够有效促进生殖胞囊的形成。我们获得了高质量的 C. inflata 基因组序列,并分离并鉴定了三类分泌蛋白。体外 实验表明,α-淀粉酶足以以剂量依赖的方式诱导生殖胞囊的形成并促进细胞快速增殖,使细胞密度达到标准培养条件下的4.6倍。进一步的研究发现,C. inflata 的 α-淀粉酶能够跨物种诱导其他 Colpoda 种类的生殖胞囊形成,且诱导效率与物种间的系统发育距离呈负相关。来自不同 Colpoda 种类的 α-淀粉酶的异源表达显示出了跨物种诱导能力,这表明在土壤和根际生态系统中 Colpoda 之间存在种间相互作用。总之,本研究为 Colpoda 生殖胞囊形成的分子机制提供了重要见解。所发现的机制能够显著增强 Colpoda 种群的生物量,为未来基于 Colpoda 的生物修复策略(用于处理土壤污染物)和农业生产系统中的微生物干预措施提供了遗传工程应用的基础。

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