?沼澤紅假單胞菌是光合細(xì)菌嗎?應(yīng)用于哪些領(lǐng)域
沼澤紅假單胞菌(Rhodopseudomonas palustris)是光合細(xì)菌(Photosynthetic Bacteria,簡稱PSB)的代表菌株之一。在生物學(xué)分類中,按照東秀珠(2001)《常見細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊》分類,屬于原核生物,真細(xì)菌中的光合細(xì)菌將不產(chǎn)氧光合細(xì)菌分為著色桿菌科(Chromatiaceae)、外硫紅螺菌科(Ectothiorhodospiraceae)、紫色非硫細(xì)菌(purple nonsulfur bacteria)、綠色硫細(xì)菌(green sulfur bacteria)、多細(xì)胞絲狀綠細(xì)菌(multicellular filamentous green bacteria)、螺旋桿菌科(Helicobacteraceae)含細(xì)菌葉綠素的專性好氧菌(bacteriochlorophylla-containing aerobic bacteria)等七大類群,沼澤紅假單胞菌(Rhodopseudomonas palustris)屬于紫色非硫細(xì)菌(purple nonsulfur bacteria)、紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas)中的沼澤紅假單胞菌(Rhodopseudomonas palustris)。
沼澤紅假單胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)屬于不產(chǎn)氧的光合細(xì)菌,為紫色非硫細(xì)菌,屬于紅螺菌科,紅假單胞菌屬,是研究光合磷酸化、固氮調(diào)節(jié)、產(chǎn)氫以及厭氧降解芳香族化合物的模式生物。沼澤紅假單胞菌具有多種營養(yǎng)類型,如進(jìn)行厭氧光能自養(yǎng)、厭氧光能異養(yǎng)和好氧異養(yǎng)生長,它可以適應(yīng)多種環(huán)境條件。沼澤紅假單胞菌寄主廣泛,目前已知該菌可以定殖在水稻、煙草、大豆等多種植物上。沼澤紅假單胞菌能夠合成促進(jìn)植物生長的物質(zhì)如吲哚乙酸(IAA)、5-氨基乙酰丙酸(5-ALA),通過固氮作用合成NH4+,在缺鐵狀態(tài)下誘導(dǎo)產(chǎn)生鐵載體,并能在脅迫條件下誘導(dǎo)植物合成抗氧化酶,如過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽還原酶和超氧化物歧化酶(SOD)等。
沼澤紅假單胞菌對Al3+、Fe3+和Cd2+等重金屬離子具有很明顯的抗性和去除能力,并且對難降解的污染物有比較好的降解能力。該菌能夠產(chǎn)生多種化合物,在生物防治、醫(yī)療健康、化工生產(chǎn)、環(huán)境治理等方面有較為廣泛的應(yīng)用潛力。沼澤紅假單胞菌能夠利用碳酸氫鈉、醋酸鈉、葡萄糖和纖維素等多種碳源,進(jìn)行生長和繁殖,這一性狀為科學(xué)研究提供了極大的便利。
環(huán)境修復(fù)方面的應(yīng)用
沼澤紅假單胞菌具有較高的氨氮去除能力,并吸附、降解廢水中的污染物,包括染料、氯代苯甲酸和1,2,5,6,9,10-六溴環(huán)十二烷(HBCD)等污染物。沼澤紅假單胞菌51ATA通過吸附廢水中的偶氮染料耐曬黑K鹽使其脫色。沼澤紅假單胞菌PSB1對廢水中氨氮的降解率可達(dá)99%。
化工方面的應(yīng)用
能源和環(huán)境問題一直是當(dāng)今世界的熱點(diǎn)問題,如何生產(chǎn)更加綠色的能源一直備受關(guān)注。沼澤紅假單胞菌因其具有利用CO2、有機(jī)酸、木質(zhì)纖維素等多種碳源,合成氫氣、聚-β-羥丁酸(PHB)、正丁醇等多種化合物的能力而被廣泛應(yīng)用于此。
農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用
沼澤紅假單胞菌在農(nóng)業(yè)上能夠通過生物固氮、磷酸鹽溶解、植物激素與生長調(diào)節(jié)劑合成、抗生物質(zhì)合成、植物免疫誘導(dǎo)、重金屬固定等途徑,在植物營養(yǎng)、促生、抗逆、病害防控等方面起重要的作用。
沼澤紅假單胞菌可以用于蔬菜。在對白菜的研究中發(fā)現(xiàn),沼澤紅假單胞菌PS3可以促進(jìn)硝酸鹽的吸收,提高了白菜的產(chǎn)量。
養(yǎng)殖方面的應(yīng)用
作為光合細(xì)菌的一員,沼澤紅假單胞菌具有非凡的代謝多功能性,已成為飼料工業(yè)中潛在的益生菌之一。沼澤紅假單胞菌作為飼料,通過改變動物腸道菌群結(jié)構(gòu),促進(jìn)腸道益生菌的生長;通過改善水質(zhì)來增強(qiáng)水生動物的抗病性,提高養(yǎng)殖動物的產(chǎn)量。在奶牛的養(yǎng)殖過程中,通過在奶牛飼料中添加沼澤紅假單胞菌和地衣芽孢桿菌菌劑,顯著提高奶牛的生產(chǎn)性狀、日采食量、產(chǎn)奶量和飼料的轉(zhuǎn)化率。
沼澤紅假單胞菌作為地球上比較古老的微生物之一,其表現(xiàn)出多樣化的生理遺傳性和獨(dú)特的代謝特征。研究至今,沼澤紅假單胞菌在水質(zhì)凈化、植物促生、土壤治理、生產(chǎn)清潔能源等方面都能發(fā)揮作用。
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