北极圈Perm Krai地区耐冷土壤微生物的低温适应机制与胞内冷冻保护剂调控研究

来自Perm Krai北部的研究人员针对高盐生态位分离的耐盐/嗜盐菌（如Rhodococcus、Halomonas等），系统探究了其在5°C/0°C的低温适应机制。通过质子核磁共振（1 H-NMR）和琼脂平板培养技术，首次发现Rhodococcus sp. SMB38通过动态调控海藻糖（trehalose）、四氢嘧啶（ectoine）和丙氨酸（alanine）比例实现低温适应，其中Halomonas与Thalassospira特异性积累四氢嘧啶，为极端环境微生物抗冻机制研究提供新见解。

　　

从俄罗斯Perm Krai北部盐渍土壤中分离的耐冷微生物军团（包括Bacillus、Pseudomonas等7属耐盐菌及嗜盐菌Halomonas）上演了一场精彩的"抗冻生存秀"。当温度骤降至5°C时，Rhodococcus和Brevibacterium甚至能在冰点（0°C）跳起"生命之舞"。科学家们用质子核磁共振（¹
H-NMR）这台"分子显微镜"发现，这些微生物会像调制鸡尾酒般精准调配胞内抗冻剂——在无NaCl的琼脂培养基上，Rhodococcus sp. SMB38菌株25°C时合成的海藻糖（48%）远超四氢嘧啶（ectoine）、羟基四氢嘧啶（hydroxyectoine）和丙氨酸（alanine）。当寒流来袭，这群"微观调酒师"立即提升海藻糖浓度至55%，而添加2% NaCl后画风突变：四氢嘧啶逆袭成主角（48%）。更有趣的是，不同菌属各显神通：Halomonas和Thalassospira专攻四氢嘧啶库存，Glutamicibacter和Pseudomonas偏爱海藻糖，Brevibacterium则玩起"三合一"配方。最令人振奋的是首次捕捉到丙氨酸随温度降低而增加的奇妙现象，这为微生物抗冻工具箱增添了新成员。