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​沼泽红假单胞菌是光合细菌吗?应用于哪些领域

来源:安徽农业科学 发布时间:2024-06-15 18:26:59 浏览:10 次

沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)是光合细菌(Photosynthetic Bacteria,简称PSB)的代表菌株之一。在生物学分类中,按照东秀珠(2001)《常见细菌系统鉴定手册》分类,属于原核生物,真细菌中的光合细菌将不产氧光合细菌分为着色杆菌科(Chromatiaceae)、外硫红螺菌科(Ectothiorhodospiraceae)、紫色非硫细菌(purple nonsulfur bacteria)、绿色硫细菌(green sulfur bacteria)、多细胞丝状绿细菌(multicellular filamentous green bacteria)、螺旋杆菌科(Helicobacteraceae)含细菌叶绿素的专性好氧菌(bacteriochlorophylla-containing aerobic bacteria)等七大类群,沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)属于紫色非硫细菌(purple nonsulfur bacteria)、红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)中的沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)。


沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)属于不产氧的光合细菌,为紫色非硫细菌,属于红螺菌科,红假单胞菌属,是研究光合磷酸化、固氮调节、产氢以及厌氧降解芳香族化合物的模式生物。沼泽红假单胞菌具有多种营养类型,如进行厌氧光能自养、厌氧光能异养和好氧异养生长,它可以适应多种环境条件。沼泽红假单胞菌寄主广泛,目前已知该菌可以定殖在水稻、烟草、大豆等多种植物上。沼泽红假单胞菌能够合成促进植物生长的物质如吲哚乙酸(IAA)、5-氨基乙酰丙酸(5-ALA),通过固氮作用合成NH4+,在缺铁状态下诱导产生铁载体,并能在胁迫条件下诱导植物合成抗氧化酶,如过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶和超氧化物歧化酶(SOD)等。

沼泽红假单胞菌对Al3+、Fe3+和Cd2+等重金属离子具有很明显的抗性和去除能力,并且对难降解的污染物有比较好的降解能力。该菌能够产生多种化合物,在生物防治、医疗健康、化工生产、环境治理等方面有较为广泛的应用潜力。沼泽红假单胞菌能够利用碳酸氢钠、醋酸钠、葡萄糖和纤维素等多种碳源,进行生长和繁殖,这一性状为科学研究提供了极大的便利。


环境修复方面的应用


沼泽红假单胞菌具有较高的氨氮去除能力,并吸附、降解废水中的污染物,包括染料、氯代苯甲酸和1,2,5,6,9,10-六溴环十二烷(HBCD)等污染物。沼泽红假单胞菌51ATA通过吸附废水中的偶氮染料耐晒黑K盐使其脱色。沼泽红假单胞菌PSB1对废水中氨氮的降解率可达99%。


化工方面的应用


能源和环境问题一直是当今世界的热点问题,如何生产更加绿色的能源一直备受关注。沼泽红假单胞菌因其具有利用CO2、有机酸、木质纤维素等多种碳源,合成氢气、聚-β-羟丁酸(PHB)、正丁醇等多种化合物的能力而被广泛应用于此。


农业方面的应用


沼泽红假单胞菌在农业上能够通过生物固氮、磷酸盐溶解、植物激素与生长调节剂合成、抗生物质合成、植物免疫诱导、重金属固定等途径,在植物营养、促生、抗逆、病害防控等方面起重要的作用。


沼泽红假单胞菌可以用于蔬菜。在对白菜的研究中发现,沼泽红假单胞菌PS3可以促进硝酸盐的吸收,提高了白菜的产量。


养殖方面的应用


作为光合细菌的一员,沼泽红假单胞菌具有非凡的代谢多功能性,已成为饲料工业中潜在的益生菌之一。沼泽红假单胞菌作为饲料,通过改变动物肠道菌群结构,促进肠道益生菌的生长;通过改善水质来增强水生动物的抗病性,提高养殖动物的产量。在奶牛的养殖过程中,通过在奶牛饲料中添加沼泽红假单胞菌和地衣芽孢杆菌菌剂,显著提高奶牛的生产性状、日采食量、产奶量和饲料的转化率。


沼泽红假单胞菌作为地球上比较古老的微生物之一,其表现出多样化的生理遗传性和独特的代谢特征。研究至今,沼泽红假单胞菌在水质净化、植物促生、土壤治理、生产清洁能源等方面都能发挥作用。


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