细菌如何耐受低温

原创

来源：刘鸣

2022-10-13 00:00:00

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核心提示：适应寒冷的微生物（细菌和古生菌）的潜在栖息地占全球生物圈的很大一部分，包括极地地区等多种生态型，约占全球表面的20%；在这些寒冷的栖息地中，南极洲或北冰洋附近的高纬度海洋培育了大多数的冷适应菌株。极地水域中的原核生物已被证明在环境过程和生物地球化学循环中发挥着至关重要的作用，它们可能对全球气候变化产生影响。

自从发现适应冷的微生物以来，人们投入了大量精力来破译它们与环境因素的相互作用。温度和溶解有机物质(DOM)是生活在极地地区的所有海洋异养微生物的两个主要限制因素。

最近，中国海洋大学的研究人员对从极地海洋分离到的两株Loktanella salsilacus进行分析发现，他们属于海洋中的极为广泛分布的海洋Rosebacter菌群(RGB)成员。但其在进化分枝上较为独立(图1)

图1：两分离株与其他代表性RGB的进化关系

通过转录组分析及RT-qPCR验证，作者发现低温条件下两分离株通过积累更多的TCA循环关键酶来提高能量获取效率。

通过使用不同的单糖、二糖和双糖作为碳源培养两分离株，作者发现这两个分离株在低温条件下优先利用单糖，并且将葡萄糖和蔗糖混合使用时，在5℃下，葡萄糖的消耗量显著高于蔗糖。但在25℃下无此现象(图2)。

图2：在不同温度下，在规定的培养基上生长的分离株的生物量和基质消耗情况

参考文献：Wang M, Wang H, Wang P, Fu HH, Li CY, Qin QL, Liang Y, Wang M, Chen XL, Zhang YZ, Zhang W. TCA cycle enhancement and uptake of monomeric substrates support growth of marine Roseobacter at low temperature. Commun Biol. 2022 Jul 14;5(1):705. doi: 10.1038/s42003-022-03631-2. PMID: 35835984; PMCID: PMC9283371.