作业帮谁能帮我找一篇关于生物某一项技术在生活当中的应用,写成介绍的形式,在生物课上用
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：生物作业 时间：2024/07/17 23:37:16
谁能帮我找一篇关于生物某一项技术在生活当中的应用,写成介绍的形式,在生物课上用
我现在急需一篇关于生物某一项新技术在生活当中的应用,我在生物课上作一个3分钟的介绍.知道的麻烦上传答案
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一 嗜盐微生物及应用前景
（一）嗜盐微生物对石油烃的降解
嗜盐微生物够降解盐环境中的石油烃污染物.1992年,Kulichevskaya等首次从石油盐矿中分离到1株被归类于盐杆菌属（Halobacterium）的极端嗜盐古菌.研究发现,在30%NaCl条件下,该菌仍然能够降解C10-C30直链烷烃[8].中度嗜盐菌也可以降解十六烷、苯甲酸脂和芳烃类等[3].最近,Kleinsteuber等以柴油为碳源,在15%-20%NaCl条件下,进行富集培养,获得了一些能够降解石油烃,分类学上属于盐单胞菌属（Halomonas）、柄杆菌属（Caulobacter）和食碱菌属（Alcanivorax）的嗜盐微生物[7].Nicholson和Fathepure从俄克拉荷马州石油区盐土中,得到了海杆菌（Marinobacter）为主的嗜盐微生物菌群.研究表明,在15%NaCl条件下,以苯为唯一碳源和能源,经4周培养,约46%的苯被完全转化为CO2.当加入0.02%的酵母粉时,在3%-15%NaCl条件下,该菌群15d就能够全部降解苯.此外,该菌群还能降解甲苯、乙苯和二甲苯[9].此外,有报道未污染的高盐环境中存在降解苯、甲苯、乙苯和二甲苯等污染物的嗜盐微生物[10].由于石油中的多环芳烃（PAHs）属于难降解污染物,所以一直成为国内外的研究热点.然而,关于盐环境中PAHs污染物降解的文献报道还很少.Plotikova等[11]?分离得到15株被归类于红球菌属（Rhodococcus）、节杆菌属（Arthrobacter）、芽孢杆菌属（Bacillus）和假单胞菌属（Pseudomonas）中度耐盐微生物.在5.8%NaCl条件下,这些菌株都能够以萘为唯一碳源和能源进行生长.其中,4株假单胞菌（SN11、SN21、SN101和G51）、红球菌G10和节杆菌SN17均携带约85Kb质粒.以假单胞菌SN11为供体菌株和恶臭假单胞菌BS394为受体菌株进行结合转座,获得的恶臭假单胞菌394-SN1-TC1和恶臭单胞菌394-SN11-TC2两株结合菌不但能降解萘和菲,而且提高了其耐盐能力.由于石油中烃成份十分复杂,所以需要富集筛选能降解多种石油烃的嗜盐微生物菌株或菌群,以便能对突发性石油烃污染的海平面、海岸线和天然盐环境等进行快速、高效的微生物修复.
（二）嗜盐微生物对芳香烃衍生物的降解
目前,关于嗜盐微生物对高盐环境中酚类物质降解的研究报道貌岸然断增多.一个由嗜盐微生物组成的生物膜反应器,在15%NaCl条件下,酚以0.1g/L-0.13g/L速率流入和0.1mg/L速率流出时,能去降大约99%的酚.在5%、10%和15%NaCl条件下,该反应器去除酚类物质的效率均能维持在113mg/(m2·h)-130mg/(m2·h)之间[5].这表明,在不同盐度条件下,包含嗜盐微生物的酚处理系统均能保持相对恒稳的状态.另外,一些嗜盐微生物对酚类物质的裂解方式相继被报道.Alva和Peyton发现,在PH8-11、0-15%NaCl条件下,中度嗜盐菌Halomonas?campisalis通过β-ketoadipate代谢途径,生成儿茶酚、粘康酸盐和粘康酸内酯等代谢产物[12].Oie等发现该菌以邻位裂解方式解苯甲酸钠和邻羟基苯甲酸钠[13].Garcia等发现,中度嗜盐菌Halomonas?organivorans?G-16.1菌株适宜生长盐度为7.5%-10%.也通过β-ketoadipate代谢途径来降解酚.此外,该菌还能降解苯甲酸、邻羟基苯甲酸、乙烯酸、苯乙酸和苯基丙酸等污染物.通过设计兼并引物,以G-16.1菌株的总DNA为模板进行PCR扩增,分别增得了邻苯二酚1,2-双加氧酶基因和原儿茶酸3,4-双加氧酶基因[11].我国科学家从处理苯乙酸的活性污泥中,以苯乙酸为惟一碳源和能源,分离得到1株嗜盐单胞菌BYS1.该菌降解苯乙酸的最适盐度为5.8%,在20h内,对浓度为1g/L苯乙酸的降解率在95%以上[16].
由于氯代化合物具有持久毒性,所以一直受到科学家们的关注.目前,一株能降解氯代化合物的嗜盐甲基微菌（Methylomicrobium）已经被申请专利.在2%-6%盐度下,该菌能够氧化三氯乙烯[7].一株适宜生长条件为pH9-9.4、1%-2.4%NaCl的轻度嗜盐的诺卡氏菌（Nocardioides）能够以2,4-二氯酚、2,4,5-三氯酚、2,4,6-三氯酚等为唯一的碳源和能源进行生长[17].而盐单胞菌1-18菌株具有高活性的儿茶酚过氧化酶、粘康酸环异构酶和二烯内脂水解酶.该菌株适宜生长盐度为?3.6%-6%,以2,4-二氯苯氧乙酸为底物,每天每升能够降解3g,2,4-二氯苯氧乙酸.在6%盐度条件下,该菌还能降解苯甲酸、3-氯苯甲酸和4-氯苯甲酸[5].另外,能降解氯代化合物的嗜盐古菌也被发现.例如,一些存在于嗜盐小盒菌属（Haloarcula）、盐杆菌属（Halobacterium）和富盐菌属（Haloferax）中的菌株就能够降解六氯苯和双对扫苯基三氯乙烷等氯代物.
3、嗜盐微生物对有机磷污染物的降解
在高盐环境中,一些有毒的、有机磷化合物能被嗜盐微生物分解.Hayes等从北爱尔兰土壤中分离得到一株能降解有机磁磷、在系统发育上最接近于死海色盐杆菌（Chromohalobacter?marismortui）的嗜盐菌.该菌生长盐度范围为2.5%-25%,最适生长盐度为10%,能利用磷酸乙酸盐、2-氨乙基、3-氨丙基和4-氨丁基磷酸盐等作为磷源[11].由嗜盐微生物产生的有机磷酸脱水酶在甲氟磷酸异丙酯曼、甲氟磷酸异已酯等化学毒剂的生物降解中也具有潜在的应用价值.从犹他州盐湖中分离的嗜盐交替单胞菌（Alteromonas）JD6.5菌株具有高活性的有机磷酸脱水酶.以双异丙基氯磷酸盐为底物,该酶在pH8.5、50℃条件下活性最高.目前,该酶制剂已经被申请专利用来净化盐环境中的有机磷化学毒剂[3,11].
4、嗜盐微生物对重金属污染物的转化
一些盐微生的表现出了惊人的耐重金属能力,很多属于中度嗜盐的盐单胞菌都能耐受高浓度的汞、镉、铜、铬和锌等重金属.其中,一些菌株还能在多种较高浓度的重金属存在的环境中生长繁殖[3].例如,在被硒污染的加利福尼亚圣华金河谷盐池中,很多盐单胞菌能耐受高达2mol/L硒和32.5%的NaCl,这些嗜盐微生物不仅能积累硒,而且能把硒转化为易挥发的、无毒的二甲基硒化物[21].此外,一株来源于新墨西哥州废弃实验工厂,具有反硝化能力的盐单胞菌可以把非水溶的UO2（OH）2和K（UO2）5（PO4）3（OH）2·nH2O转化为可溶的[UO2（CO3）]2-化合物[11].因此,能抵抗高盐度和重金属离子的嗜盐微生物可用于硒、砷和铀等矿厂废水污染的环境修复.
5、嗜盐微生物对高盐有机废水中的COD的去除
Kubo等建立了一个在15%盐度条件下仍然能去除活性污泥中70%-90%的COD微生物处理系统,并从该系统中分离得到1株葡萄球菌（Staaphylococcus）和1株蜡质芽孢杆菌（Bacillusereus）[11].Kargi和Uygar研究发现,中度嗜盐菌在4%以上的盐度条件下去除COD的效率较高,而耐盐微生物在1%-2%盐度条件下去除COD的效率较高[11].由于中度嗜盐菌不仅能处理高盐度和高浓度COD形成的高渗透压有机废液,还能处理处于渗透压波动很大的有机废液,所以利用中度嗜盐菌去除高盐度工业废水中的COD技术有良好的应用前景.
污染物的降解既能在好氧条件下进行,也能在厌氧条件下进行,这是由于许多嗜盐微生物能够利用硝酸盐和硫酸盐等作为电子受体.但是,关于厌氧条件下污染物降解的文献报道还比较少.2007年Sorokin等从盐湖淤泥中,以硝酸盐和硫氰酸盐为电子受体,在12%盐度和厌氧条件下,富集得到属于у-变形菌门的嗜盐微生物菌群.从该集群中分离了1株化能自养的中度嗜盐菌Thiohalophilusthiocyanoxidans,该菌株在12%-24%盐度条件下,通过羰基硫途径对硫氯酸盐进行降解.此外,在12.5%盐度下,Halomonas?campisalis菌株能够通过脱氮作用降解硝酸盐[11].
6、极端嗜盐微生物遗传的研究及应用
极端嗜盐古菌中蕴藏着丰富的极端嗜盐酶类、特殊脂类、生物表面活性物质、蛋白类抗生素（嗜盐菌素）,以及重要的生物纳米材料‘紫膜’和生物可降解塑料前体物PHA等.我们现在工作的目的是在极端嗜盐古菌中构建用途广泛的遗传操作平台,并对极端古菌重要功能物质进行开发、改造和利用.”?
我国在国际上第一个极端嗜盐嗜碱古菌质粒的全序列测定及遗传学分析,成功构建了多个具有自主知识产权的克隆表达载体?
向华教授对约30株不同种类的极端嗜盐碱古菌进行质粒普查,从其中一株中分离到一个新的质粒.经过全序列测定表明,这个质粒大小约为2.5kb,含有三个开放阅读框,它们位于质粒的同一条链上.”据介绍,这项研究完成了国际上第一个极端嗜盐嗜碱古菌质粒的全序列测定及遗传学分析,论文已在极端微生物国际专业杂志Extremophiles上发表；以该质粒为基础构建的新的载体系统,已成功转化多种极端嗜盐古菌,完成了多个受体菌的限制修饰系统的分析,论文也已在国际杂志发表,并申请了国家发明专利.
二 嗜碱微生物的应用及前景
嗜碱菌虽然有大量的报道,但“遗留问题”多.开始人们关心的是其碱性酶的应用,后来意识到其膜运输机制、呼吸链的特殊性,对已被广泛接收的Mitchell ?化学渗透理论等提出了挑战,而至今所知甚少,对嗜碱菌的生理学知识仅建立在兼性嗜碱芽孢杆菌OF4及C125研究的基础上,该领域的权威Krulwich教授认为,嗜碱菌真正的生理机制还是个谜.随着一些新物种的发现,嗜碱菌的生物多样性又成为一个新的生长点.极端微生物蛋白质结构与功能的研究,对热、冷、盐等已有一些工作,而pH与生物大分子行为的关系还没有任何线索.嗜热菌、嗜冷菌的酶大多可在E.coli受体中表达,而嗜盐菌、嗜碱菌就不那么幸运,许多嗜碱菌的蛋白不能在普通受体中表达或正确折叠,但对嗜碱菌的受体系统只有对Halomonas不多的努力. ?另一方面,嗜碱菌及其酶在生物造纸、食品、医药、环境整治及其它化学工业中的应用潜力极大,商业期望值最高,仅用于洗涤剂的碱性纤维素酶的预计市场为6亿美元.
? ? 多嗜酸菌、嗜压菌同时具有嗜热或嗜冷的特性,关于嗜酸、嗜压特性的研究常被嗜热菌、嗜冷菌的研究所掩盖,实际上了解不多,而其价值与潜力已被人们所注意.
国际上首次发现了嗜盐菌素可能的抗性基因；克隆了嗜盐菌素可能的调控基因和转运加工基因,并完成了一个目前极端嗜盐古菌中最小的质粒的克隆及全序列的测定[12].
三 嗜热微生物及应用前景
温度是与包括人类在内的生命活动关系密切的物理因子,对极端温度条件下的极端微生物的研究也非常活跃,至今被描述的嗜热菌已有20多个属,包括古菌及细菌,细胞最适生长温度的上限已到113 ?C,在系统进化、蛋白质结构与功能及热稳定酶的应用等方面的贡献突出,目前,普遍接受的观点是地球生命的祖先是嗜热类群,尽管已有嗜冷古菌的报道.当今人们期望嗜热菌在生命进化过程、生命物质温度极限及原理、生物技术新工艺新材料等方面提供知识与资源.
四 嗜冷微生物的应用前景
极地环境存在众多嗜冷菌等极端微生物,它们长期适应极地寒冷环境,在湖泊、海洋、沉积、土壤及其冰冻环境中形成了各种代谢水平和分子水平的适应机制.极地地区是地球上嗜冷菌等极端微生物的主要源地,其各类生境的特殊性造就了其中的微生物独特的多样性、物种及其基因资源的独特性,了解极地极端微生物的生物多样性及其资源特性,评估其潜在应用价值对研究极端微生物的环境适应及其功能利用具有重要的科学意义,对实现极端微生物资源的有效利用、为和平利用南极作出贡献具有战略意义.
1 .极地特殊环境微生物资源的收集和保藏
依托中国北极黄河站,开展近岸水域海底沉积、陆域环境和湖泊等多种寒冷环境微生物的收集和分离、保藏,实施16S rDNA全长序列测定开展嗜冷菌的分子鉴定,优化不同生境微生物的分离培养和保藏技术,获得嗜冷菌和耐冷菌资源的中长期保藏.
2、极地极端环境的微生物分子生态学研究
采用非养方法（culture-independent）开展具有典型极端环境特征的沉积、冻土和湖泊等环境微生物的分子生态学研究,获得极地极端环境的微生物多样性特征和系统进化关系分析,为利用极地环境微生物资源提供分子生物学基础.
嗜冷菌的研究远不如嗜热菌那样广泛,主要成就来自南极及深海微生物的研究,尽管在生命低温极限、冷适应机制等方面有相当的诱惑,人们似乎更期望嗜冷菌在生物技术利用方面闯出新路.
五 极端高抗辐射菌的应用前景
有一种嗜极菌,它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活,而人类一个剂量强度就会死亡.该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段,但能在一天内将其恢复.研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义.
六 结束语
极端微生物是这个星球留给人类独特的生物资源和极其珍贵的科研素材.开展极端微生物的研究,对于揭示生物圈起源的奥秘,阐明生物多样性形成的机制,认识生命的极限及其与环境的相互作用的规律等,都具有极为重要的科学意义.极端微生物中发现的适应机制,还将成为人类在太空中寻找地外生命的理论依据.极端微生物研究的成果,将大大促进微生物在环境保护、人类健康和生物技术等领域的利用.
我国对微生物的研究已有20多年的历史,研究内容涉及极端微生物的资源调查、物种分析以及生理生态研究等.近年来,又在极端微生物分子生物学、基因组学和蛋白质组学等方面取得了重要进展.
? 随着极端微生物研究的升温,极端微生物多样性、生态、生理、生化、遗传与利用的研究,必将有越来越丰富的内容,极端微生物的来源向深海、深地、星系扩展,而基因组学及后基因组学的发展,将极大地推动极端微生物的研究,对于生命起源、地外生物学等领域必将产生积极影响.在极端微生物生物技术利用方面,除了在基因芯片、新材料、新药等努力之外,利用生物技术改造化学工业过程以及环境的生物整治,将是人们关注的热点.
我的论文
（一）嗜盐微生物对石油烃的降解
嗜盐微生物够降解盐环境中的石油烃污染物.1992年,Kulichevskaya等首次从石油盐矿中分离到1株被归类于盐杆菌属（Halobacterium）的极端嗜盐古菌.研究发现,在30%NaCl条件下,该菌仍然能够降解C10-C30直链烷烃[8].中度嗜盐菌也可以降解十六烷、苯甲酸脂和芳烃类等[3].最近,Kleinsteuber等以柴油为碳源,在15%-20%NaCl条件下,进行富集培养,获得了一些能够降解石油烃,分类学上属于盐单胞菌属（Halomonas）、柄杆菌属（Caulobacter）和食碱菌属（Alcanivorax）的嗜盐微生物[7].Nicholson和Fathepure从俄克拉荷马州石油区盐土中,得到了海杆菌（Marinobacter）为主的嗜盐微生物菌群.研究表明,在15%NaCl条件下,以苯为唯一碳源和能源,经4周培养,约46%的苯被完全转化为CO2.当加入0.02%的酵母粉时,在3%-15%NaCl条件下,该菌群15d就能够全部降解苯.此外,该菌群还能降解甲苯、乙苯和二甲苯[9].此外,有报道未污染的高盐环境中存在降解苯、甲苯、乙苯和二甲苯等污染物的嗜盐微生物[10].由于石油中的多环芳烃（PAHs）属于难降解污染物,所以一直成为国内外的研究热点.然而,关于盐环境中PAHs污染物降解的文献报道还很少.Plotikova等[11]?分离得到15株被归类于红球菌属（Rhodococcus）、节杆菌属（Arthrobacter）、芽孢杆菌属（Bacillus）和假单胞菌属（Pseudomonas）中度耐盐微生物.在5.8%NaCl条件下,这些菌株都能够以萘为唯一碳源和能源进行生长.其中,4株假单胞菌（SN11、SN21、SN101和G51）、红球菌G10和节杆菌SN17均携带约85Kb质粒.以假单胞菌SN11为供体菌株和恶臭假单胞菌BS394为受体菌株进行结合转座,获得的恶臭假单胞菌394-SN1-TC1和恶臭单胞菌394-SN11-TC2两株结合菌不但能降解萘和菲,而且提高了其耐盐能力.由于石油中烃成份十分复杂,所以需要富集筛选能降解多种石油烃的嗜盐微生物菌株或菌群,以便能对突发性石油烃污染的海平面、海岸线和天然盐环境等进行快速、高效的微生物修复.
（二）嗜盐微生物对芳香烃衍生物的降解
目前,关于嗜盐微生物对高盐环境中酚类物质降解的研究报道貌岸然断增多.一个由嗜盐微生物组成的生物膜反应器,在15%NaCl条件下,酚以0.1g/L-0.13g/L速率流入和0.1mg/L速率流出时,能去降大约99%的酚.在5%、10%和15%NaCl条件下,该反应器去除酚类物质的效率均能维持在113mg/(m2·h)-130mg/(m2·h)之间[5].这表明,在不同盐度条件下,包含嗜盐微生物的酚处理系统均能保持相对恒稳的状态.另外,一些嗜盐微生物对酚类物质的裂解方式相继被报道.Alva和Peyton发现,在PH8-11、0-15%NaCl条件下,中度嗜盐菌Halomonas?campisalis通过β-ketoadipate代谢途径,生成儿茶酚、粘康酸盐和粘康酸内酯等代谢产物[12].Oie等发现该菌以邻位裂解方式解苯甲酸钠和邻羟基苯甲酸钠[13].Garcia等发现,中度嗜盐菌Halomonas?organivorans?G-16.1菌株适宜生长盐度为7.5%-10%.也通过β-ketoadipate代谢途径来降解酚.此外,该菌还能降解苯甲酸、邻羟基苯甲酸、乙烯酸、苯乙酸和苯基丙酸等污染物.通过设计兼并引物,以G-16.1菌株的总DNA为模板进行PCR扩增,分别增得了邻苯二酚1,2-双加氧酶基因和原儿茶酸3,4-双加氧酶基因[11].我国科学家从处理苯乙酸的活性污泥中,以苯乙酸为惟一碳源和能源,分离得到1株嗜盐单胞菌BYS1.该菌降解苯乙酸的最适盐度为5.8%,在20h内,对浓度为1g/L苯乙酸的降解率在95%以上[16].
由于氯代化合物具有持久毒性,所以一直受到科学家们的关注.目前,一株能降解氯代化合物的嗜盐甲基微菌（Methylomicrobium）已经被申请专利.在2%-6%盐度下,该菌能够氧化三氯乙烯[7].一株适宜生长条件为pH9-9.4、1%-2.4%NaCl的轻度嗜盐的诺卡氏菌（Nocardioides）能够以2,4-二氯酚、2,4,5-三氯酚、2,4,6-三氯酚等为唯一的碳源和能源进行生长[17].而盐单胞菌1-18菌株具有高活性的儿茶酚过氧化酶、粘康酸环异构酶和二烯内脂水解酶.该菌株适宜生长盐度为?3.6%-6%,以2,4-二氯苯氧乙酸为底物,每天每升能够降解3g,2,4-二氯苯氧乙酸.在6%盐度条件下,该菌还能降解苯甲酸、3-氯苯甲酸和4-氯苯甲酸[5].另外,能降解氯代化合物的嗜盐古菌也被发现.例如,一些存在于嗜盐小盒菌属（Haloarcula）、盐杆菌属（Halobacterium）和富盐菌属（Haloferax）中的菌株就能够降解六氯苯和双对扫苯基三氯乙烷等氯代物.
3、嗜盐微生物对有机磷污染物的降解
在高盐环境中,一些有毒的、有机磷化合物能被嗜盐微生物分解.Hayes等从北爱尔兰土壤中分离得到一株能降解有机磁磷、在系统发育上最接近于死海色盐杆菌（Chromohalobacter?marismortui）的嗜盐菌.该菌生长盐度范围为2.5%-25%,最适生长盐度为10%,能利用磷酸乙酸盐、2-氨乙基、3-氨丙基和4-氨丁基磷酸盐等作为磷源[11].由嗜盐微生物产生的有机磷酸脱水酶在甲氟磷酸异丙酯曼、甲氟磷酸异已酯等化学毒剂的生物降解中也具有潜在的应用价值.从犹他州盐湖中分离的嗜盐交替单胞菌（Alteromonas）JD6.5菌株具有高活性的有机磷酸脱水酶.以双异丙基氯磷酸盐为底物,该酶在pH8.5、50℃条件下活性最高.目前,该酶制剂已经被申请专利用来净化盐环境中的有机磷化学毒剂[3,11].
4、嗜盐微生物对重金属污染物的转化
一些盐微生的表现出了惊人的耐重金属能力,很多属于中度嗜盐的盐单胞菌都能耐受高浓度的汞、镉、铜、铬和锌等重金属.其中,一些菌株还能在多种较高浓度的重金属存在的环境中生长繁殖[3].例如,在被硒污染的加利福尼亚圣华金河谷盐池中,很多盐单胞菌能耐受高达2mol/L硒和32.5%的NaCl,这些嗜盐微生物不仅能积累硒,而且能把硒转化为易挥发的、无毒的二甲基硒化物[21].此外,一株来源于新墨西哥州废弃实验工厂,具有反硝化能力的盐单胞菌可以把非水溶的UO2（OH）2和K（UO2）5（PO4）3（OH）2·nH2O转化为可溶的[UO2（CO3）]2-化合物[11].因此,能抵抗高盐度和重金属离子的嗜盐微生物可用于硒、砷和铀等矿厂废水污染的环境修复.
5、嗜盐微生物对高盐有机废水中的COD的去除
Kubo等建立了一个在15%盐度条件下仍然能去除活性污泥中70%-90%的COD微生物处理系统,并从该系统中分离得到1株葡萄球菌（Staaphylococcus）和1株蜡质芽孢杆菌（Bacillusereus）[11].Kargi和Uygar研究发现,中度嗜盐菌在4%以上的盐度条件下去除COD的效率较高,而耐盐微生物在1%-2%盐度条件下去除COD的效率较高[11].由于中度嗜盐菌不仅能处理高盐度和高浓度COD形成的高渗透压有机废液,还能处理处于渗透压波动很大的有机废液,所以利用中度嗜盐菌去除高盐度工业废水中的COD技术有良好的应用前景.
污染物的降解既能在好氧条件下进行,也能在厌氧条件下进行,这是由于许多嗜盐微生物能够利用硝酸盐和硫酸盐等作为电子受体.但是,关于厌氧条件下污染物降解的文献报道还比较少.2007年Sorokin等从盐湖淤泥中,以硝酸盐和硫氰酸盐为电子受体,在12%盐度和厌氧条件下,富集得到属于у-变形菌门的嗜盐微生物菌群.从该集群中分离了1株化能自养的中度嗜盐菌Thiohalophilusthiocyanoxidans,该菌株在12%-24%盐度条件下,通过羰基硫途径对硫氯酸盐进行降解.此外,在12.5%盐度下,Halomonas?campisalis菌株能够通过脱氮作用降解硝酸盐[11].
6、极端嗜盐微生物遗传的研究及应用
极端嗜盐古菌中蕴藏着丰富的极端嗜盐酶类、特殊脂类、生物表面活性物质、蛋白类抗生素（嗜盐菌素）,以及重要的生物纳米材料‘紫膜’和生物可降解塑料前体物PHA等.我们现在工作的目的是在极端嗜盐古菌中构建用途广泛的遗传操作平台,并对极端古菌重要功能物质进行开发、改造和利用.”?
我国在国际上第一个极端嗜盐嗜碱古菌质粒的全序列测定及遗传学分析,成功构建了多个具有自主知识产权的克隆表达载体?
向华教授对约30株不同种类的极端嗜盐碱古菌进行质粒普查,从其中一株中分离到一个新的质粒.经过全序列测定表明,这个质粒大小约为2.5kb,含有三个开放阅读框,它们位于质粒的同一条链上.”据介绍,这项研究完成了国际上第一个极端嗜盐嗜碱古菌质粒的全序列测定及遗传学分析,论文已在极端微生物国际专业杂志Extremophiles上发表；以该质粒为基础构建的新的载体系统,已成功转化多种极端嗜盐古菌,完成了多个受体菌的限制修饰系统的分析,论文也已在国际杂志发表,并申请了国家发明专利.
二 嗜碱微生物的应用及前景
嗜碱菌虽然有大量的报道,但“遗留问题”多.开始人们关心的是其碱性酶的应用,后来意识到其膜运输机制、呼吸链的特殊性,对已被广泛接收的Mitchell ?化学渗透理论等提出了挑战,而至今所知甚少,对嗜碱菌的生理学知识仅建立在兼性嗜碱芽孢杆菌OF4及C125研究的基础上,该领域的权威Krulwich教授认为,嗜碱菌真正的生理机制还是个谜.随着一些新物种的发现,嗜碱菌的生物多样性又成为一个新的生长点.极端微生物蛋白质结构与功能的研究,对热、冷、盐等已有一些工作,而pH与生物大分子行为的关系还没有任何线索.嗜热菌、嗜冷菌的酶大多可在E.coli受体中表达,而嗜盐菌、嗜碱菌就不那么幸运,许多嗜碱菌的蛋白不能在普通受体中表达或正确折叠,但对嗜碱菌的受体系统只有对Halomonas不多的努力. ?另一方面,嗜碱菌及其酶在生物造纸、食品、医药、环境整治及其它化学工业中的应用潜力极大,商业期望值最高,仅用于洗涤剂的碱性纤维素酶的预计市场为6亿美元.
? ? 多嗜酸菌、嗜压菌同时具有嗜热或嗜冷的特性,关于嗜酸、嗜压特性的研究常被嗜热菌、嗜冷菌的研究所掩盖,实际上了解不多,而其价值与潜力已被人们所注意.
国际上首次发现了嗜盐菌素可能的抗性基因；克隆了嗜盐菌素可能的调控基因和转运加工基因,并完成了一个目前极端嗜盐古菌中最小的质粒的克隆及全序列的测定[12].
三 嗜热微生物及应用前景
温度是与包括人类在内的生命活动关系密切的物理因子,对极端温度条件下的极端微生物的研究也非常活跃,至今被描述的嗜热菌已有20多个属,包括古菌及细菌,细胞最适生长温度的上限已到113 ?C,在系统进化、蛋白质结构与功能及热稳定酶的应用等方面的贡献突出,目前,普遍接受的观点是地球生命的祖先是嗜热类群,尽管已有嗜冷古菌的报道.当今人们期望嗜热菌在生命进化过程、生命物质温度极限及原理、生物技术新工艺新材料等方面提供知识与资源.
四 嗜冷微生物的应用前景
极地环境存在众多嗜冷菌等极端微生物,它们长期适应极地寒冷环境,在湖泊、海洋、沉积、土壤及其冰冻环境中形成了各种代谢水平和分子水平的适应机制.极地地区是地球上嗜冷菌等极端微生物的主要源地,其各类生境的特殊性造就了其中的微生物独特的多样性、物种及其基因资源的独特性,了解极地极端微生物的生物多样性及其资源特性,评估其潜在应用价值对研究极端微生物的环境适应及其功能利用具有重要的科学意义,对实现极端微生物资源的有效利用、为和平利用南极作出贡献具有战略意义.
1 .极地特殊环境微生物资源的收集和保藏
依托中国北极黄河站,开展近岸水域海底沉积、陆域环境和湖泊等多种寒冷环境微生物的收集和分离、保藏,实施16S rDNA全长序列测定开展嗜冷菌的分子鉴定,优化不同生境微生物的分离培养和保藏技术,获得嗜冷菌和耐冷菌资源的中长期保藏.
2、极地极端环境的微生物分子生态学研究
采用非养方法（culture-independent）开展具有典型极端环境特征的沉积、冻土和湖泊等环境微生物的分子生态学研究,获得极地极端环境的微生物多样性特征和系统进化关系分析,为利用极地环境微生物资源提供分子生物学基础.
嗜冷菌的研究远不如嗜热菌那样广泛,主要成就来自南极及深海微生物的研究,尽管在生命低温极限、冷适应机制等方面有相当的诱惑,人们似乎更期望嗜冷菌在生物技术利用方面闯出新路.
五 极端高抗辐射菌的应用前景
有一种嗜极菌,它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活,而人类一个剂量强度就会死亡.该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段,但能在一天内将其恢复.研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义.
六 结束语
极端微生物是这个星球留给人类独特的生物资源和极其珍贵的科研素材.开展极端微生物的研究,对于揭示生物圈起源的奥秘,阐明生物多样性形成的机制,认识生命的极限及其与环境的相互作用的规律等,都具有极为重要的科学意义.极端微生物中发现的适应机制,还将成为人类在太空中寻找地外生命的理论依据.极端微生物研究的成果,将大大促进微生物在环境保护、人类健康和生物技术等领域的利用.
我国对微生物的研究已有20多年的历史,研究内容涉及极端微生物的资源调查、物种分析以及生理生态研究等.近年来,又在极端微生物分子生物学、基因组学和蛋白质组学等方面取得了重要进展.
? 随着极端微生物研究的升温,极端微生物多样性、生态、生理、生化、遗传与利用的研究,必将有越来越丰富的内容,极端微生物的来源向深海、深地、星系扩展,而基因组学及后基因组学的发展,将极大地推动极端微生物的研究,对于生命起源、地外生物学等领域必将产生积极影响.在极端微生物生物技术利用方面,除了在基因芯片、新材料、新药等努力之外,利用生物技术改造化学工业过程以及环境的生物整治,将是人们关注的热点.
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