热休克富集技术与琼脂深层培养法联用：低成本高选择性分离土壤中梭菌(Clostridium)的新策略

本研究针对梭菌(Clostridium)分离需昂贵厌氧设备的难题，开发了结合热休克富集（筛选芽孢形成菌）与琼脂深层培养（筛选严格厌氧菌）的低成本方法。从8个地点土壤样本中成功分离出11种新梭菌，占已报道梭菌总数的7.5%，为生物燃料生产和癌症治疗研究提供了重要菌种资源。

　　

在追求可持续发展的全球背景下，梭菌(Clostridium)因其独特的生物学特性成为多领域研究热点。这类严格厌氧菌既能通过丙酮-丁醇-乙醇(ABE)发酵生产生物燃料，又能作为癌症基因治疗的载体，其产氢能力还可助力碳中和。然而，传统分离方法依赖价格高昂的厌氧培养箱，成为阻碍相关研究的瓶颈。

埼玉工业大学清洁能源项目组创新性地将物理筛选（热休克）与培养策略（琼脂深层）相结合，建立了一套无需特殊设备的梭菌分离方案。研究团队通过70°C热处理20分钟有效杀灭非芽孢菌（如大肠杆菌E. coli），利用琼脂柱深层培养筛选严格厌氧菌，最终从0.2g土壤样本中分离到3个属17个菌种，包含11个新梭菌物种。值得注意的是，该方法获得的菌株数量占已知梭菌种类的7.5%，远超传统厌氧罐培养效率。

关键技术包括：1）热休克处理（70°C/20分钟）筛选芽孢形成菌；2）强化梭菌培养基(RCM)琼脂深层培养；3）通过产气特征鉴别目标菌落。实验证实，梭菌（如C. butyricum）在热处理后存活率达31.7%，显著高于枯草芽孢杆菌(B. subtilis)的0.6%。

【微生物菌株与培养基组成】
采用RCM培养基（含0.05%L-半胱氨酸盐酸盐作为还原剂），对比验证了5种对照菌株的耐热性，确立70°C为最佳筛选温度。

【耐热性测试】
定量分析显示，梭菌芽孢耐热性比B. subtilis高5,000倍，为热休克富集提供理论依据。

【讨论】
传统厌氧培养箱法存在好氧菌污染风险，而新方法通过双重筛选显著提高特异性。分离到的C. carboxidivorans等菌株具备CO转化乙醇能力，对生物燃料开发具有特殊价值。

【结论】
该研究突破设备限制，为资源有限的实验室开展梭菌研究提供可行方案。所获菌株库不仅涵盖ABE发酵、产氢等工业菌种，还包含可用于CDEPT（梭菌导向酶前药治疗）的C. sporogenes，为生物医学与能源领域研究开辟了新途径。作者团队特别指出，该方法在肠道菌群研究中同样具有应用潜力，未来或可加速癌症微环境调控菌株的发掘。