极端嗜酸微生物对高浓度稀土元素(REEs)的广谱耐受机制及其生物采矿应用潜力

本研究针对稀土元素生物提取中底盘生物耐受性不足的瓶颈问题，系统评估了多种微生物的稀土耐受性。研究发现极端嗜酸菌（如Acidithiobacillus属）和超嗜热古菌（Sulfolobus acidocaldarius）在500 μM REEs条件下仍保持生长优势，其IC50值显著高于中性中温菌（大肠杆菌IC50=80±100 μM），揭示了极端微生物在稀土生物加工领域的应用潜力。

　　

随着稀土元素（REEs）需求持续增长，其生物提取与纯化技术的重要性日益凸显。研究通过对比不同微生物的稀土耐受性发现：中温大肠杆菌（Escherichia coli）在复合培养基中对＜300 μM REEs无显著生长抑制，但在磷酸盐匮乏的最小培养基中半抑制浓度（IC₅₀）降至80±100 μM；另一中温菌Pseudomonas alloputida KT2440的IC₅₀为100±20 μM。与之形成鲜明对比的是，极端嗜酸菌群（包括Acidithiobacillus ferrooxidans、A. thiooxidans和A. caldus）在500 μM REEs环境中不仅未受抑制，反而提前进入对数生长期并达到更高细胞密度。超嗜热古菌Sulfolobus acidocaldarius同样表现出对500 μM REEs的强耐受性。这些发现表明嗜酸微生物具备应对稀土胁迫的广谱应激机制，为开发基于极端微生物的稀土生物采矿技术（Biomining）提供了关键理论支撑。研究进一步强调，极端微生物对稀土元素的固有耐受性远超中性中温模式菌株，凸显了其在可持续生物加工领域的独特优势。