[科普中国]-极端环境微生物

高盐、高温、低温、高酸、高碱、高酸热、低营养、高干早、高压、高辐射以至高浓度重金属离子等极端环境下生长的微生物。为了适应生存，经自然选择，分别具强且稳定的特殊结构、机能和遗传基因，以应答相应的强烈限制性因子。它们的物种生态，对阐明生物进化，推动生物分类，具重要的理论意义。这些强烈限制性因子，可用于衡量地球上生命生存的物理化学极限。模拟这些菌的特殊结构，利用它们的特殊机能，可探索新的生理途径，生产新酶，新产品或提高产量。最近已经明确，生物适应特殊环境因子的遗传基因，普遍存在于质粒上，因此有可能把极端环境微生物作为特殊基因库，用以创建有益的新种。

简介高盐、高温、低温、高酸、高碱、高酸热、低营养、高干早、高压、高辐射以至高浓度重金属离子等极端环境下生长的微生物。为了适应生存，经自然选择，分别具强且稳定的特殊结构、机能和遗传基因，以应答相应的强烈限制性因子。它们的物种生态，对阐明生物进化，推动生物分类，具重要的理论意义。这些强烈限制性因子，可用于衡量地球上生命生存的物理化学极限。模拟这些菌的特殊结构，利用它们的特殊机能，可探索新的生理途径，生产新酶，新产品或提高产量。最近已经明确，生物适应特殊环境因子的遗传基因，普遍存在于质粒上，因此有可能把极端环境微生物作为特殊基因库，用以创建有益的新种。1

嗜冷菌在20℃以下才能生长的菌，其最适温度为15°C。主要有弧菌属、梭菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属、无色杆菌属、黄杆菌属、徽球菌属、八叠球菌属、诺卡氏直属、链霉菌属、酵母菌等。广泛分布于自然界低温域如南北极地、深海海底、低温的沼泽、河流、高山、土壤，及冷库等。这类菌的胞壁厚，含较大量的不饱和短链脂肪酸和磷脂。低温下，呼吸耗氧量小，而生长的菌体及菌量却校大。例如在恒化器中培养一株弧菌AF-1，0℃时的呼吸耗氧量低于15℃时的耗氧量，菌体相对大43%，且菌量增加一倍，RNA量及蛋白量分别高29%及13%。嗜冷菌体内含酶量大，以补偿低温下酶活性低的不足，它影响冷藏食品的保存。极地菌的细胞在低温下，不冷冻致死，对研究抗冻有一定意义。此外，还可利用嗜冷菌生产某些特定的物质和酶。1

嗜碱菌在pH9～12的环境中生长良好的菌。包括嗜碱的好气及厌气芽孢菌、好气非芽孢菌、放线菌、真菌、酵母菌及噬菌体等。主要有芽孢杆菌属、假单胞菌属、棒杆菌属、黄杆菌属、微球菌属、链霉菌属等。广泛分布于自然界的碱湖、盐碱土、工厂碱性排水域等。它们在生长、产生孢子及分裂过程中都需要钠离子，但胞内是中性的。已从嗜碱芽孢杆菌中分离出带有嗜碱基因的质粒，将在遗传工程中得到应用。工业上利用嗜碱菌产生环糊精，并开展对嗜碱酶的研究，把嗜碱菌用于改良作物和盐碱土亦在探索之中。1

嗜酸菌在pH 0.5～4的酸性条件下生长的菌。主要有氧化硫硫杆菌和氧化铁硫杆菌。两者为化能自养型。分别从硫及二价铁获得能量。嗜酸菌多分布于自然界酸性环境中，如煤矿和金属矿的酸性矿水、酸性土壤、食物以至工厂酸性排水域等。它们体内呈中性或接近中性，在胞内外形成pH梯度，以利于摄取营养及排出代谢产物。目前已应用于微生物冶金。1

本词条内容贡献者为:

吴俊文 - 博士 - 厦门大学