我國著名南極科學(xué)家、中國氣象局局長秦大河院士意識(shí)到中國開展極地微生物研究的重要性和迫切性,，并為加緊實(shí)施極地微生物研究而招收了博士后,、博士生,，圍繞中科院“百人計(jì)劃”入選者組建了一個(gè)研究小組,大力開展極地微生物的全面考察和研究工作。
此次南極考察,，該研究小組兵分兩路,，一路隨國家海洋局組織的中國第21次南極科考隊(duì)在南極鉆取了深淺冰芯若干，部分冰芯樣品用于開展微生物的研究,。另一路隨中國科協(xié),、中國科學(xué)探險(xiǎn)協(xié)會(huì)組織的中國南極村南極科考隊(duì)，在南極地區(qū)采集微生物樣本，用于研究南極冰雪,、冰川融水和土壤中微生物,，并同其他地區(qū)的微生物(如青藏高原、南極中山站等地)進(jìn)行比較,。試圖探討南極微生物適應(yīng)環(huán)境的遺傳機(jī)制,。并且試圖發(fā)現(xiàn)一些嗜冷微生物，期望為我國今后開展深層冰芯研究提供一些互補(bǔ)的基礎(chǔ)資料,。
據(jù)悉,，南極豐富的礦產(chǎn)資源、能源和淡水資源等吸引了世界各國的眼球,，而豐富的微生物資源也正逐漸為世界各國所認(rèn)知和研究,。極地(冰川)微生物的研究開始于20世紀(jì)60年代,微生物研究由于其重要性，迅速成為了國際研究熱點(diǎn)之一,。我國在20世紀(jì)90年代末有人進(jìn)行了一些微生物研究,，并取得了一些成果，但由于方方面面的原因沒有進(jìn)行深入的研究,。
隨中國南極村南極科學(xué)考察隊(duì)的我國微生物研究小組成員,、中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)與環(huán)境工程研究所研究員陳拓博士介紹：極地具有獨(dú)特的地理及氣候特征,其主要特點(diǎn)是變化極大的光照輻射、季節(jié)性的光照時(shí)間,、常年極低的水溫(通常在-1.8℃-2.0℃)和高鹽度環(huán)境(海水中的鹽度一般為34‰-35‰,海冰中的鹽囊和鹽通道的鹽度可達(dá)普通海水的5倍),形成了一個(gè)酷寒,、強(qiáng)輻射和高鹽度的自然環(huán)境。即使在短暫的夏季,南極大陸周邊及環(huán)繞的海洋圈氣溫也只有-10℃-5℃,。對(duì)極地許多環(huán)境來說,極端的低溫,、高鹽度及干燥使只有微生物適合于生存其中。
陳教授指出,，有研究表明,在南極低溫微生物中,大部分為適冷型,小部分為嗜冷型,。嗜冷菌是指溫度低于0℃時(shí)能緩慢生長,最適生長溫度低于15℃,高于20℃則不能生長的一類微生物。而嗜冷微生物資源是生物技術(shù)開發(fā)的寶庫,。
陳拓研究員指出,，在環(huán)境保護(hù)方面，在寒冷環(huán)境下污染物生物降解能力的提高可通過低溫微生物特有的冷適應(yīng)酶實(shí)現(xiàn),這一方法不但可使大規(guī)模的牲畜糞便厭氧耐冷分批消化成為可行,同時(shí)也使低溫下魚類加工廠中大量油渣以及寒冷地區(qū)污染物的生物降解都成為可能,。在食品及日化方面,，冷活性酶可在食品低溫加工過程中起重要作用,其中以脂酶和蛋白酶最具潛力。脂酶可應(yīng)用于許多方面如作為食品的風(fēng)味改變酶,、去污劑添加物或立體特異性催化劑等,，低溫細(xì)菌、酵母真菌及微藻中都積聚有大量富含不飽和脂肪酸的脂質(zhì),其具有降血脂,、降糖,、防癌等生理功效。隨著低溫微生物脂質(zhì)的產(chǎn)業(yè)化,為解決富含不飽和脂肪酸的新油源提供了幫助。蛋白酶可應(yīng)用于食品工業(yè)(如啤酒處理,、發(fā)酵食品生產(chǎn),、奶酪生產(chǎn)中的加速成熟作用等)。
陳拓還指出,，低溫微生物具備抗凍融能力,若能弄清其生理及分子機(jī)制,提取出有用的相關(guān)基因及產(chǎn)物,將會(huì)在基礎(chǔ)研究和開發(fā)利用如動(dòng)植物抗凍醫(yī)用疫苗,、食品保鮮及低溫發(fā)酵等方面帶來好處。
這次南極考察是秦大河院士實(shí)施極地微生物研究的第一步,。由于對(duì)于極地微生物的研究來說,，野外調(diào)查與取樣僅僅是第一步，之后大量的工作需要在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,，故這次科考取得的最終成果還有待于在樣品分析完成之后揭曉,。
劉嘉麒院士指出，這是我國搭載外國交通工具進(jìn)行極地科學(xué)考察的一次嘗試,，所走的路線是中國以前的南極考察所沒有走過的。希望今后有更多的企業(yè)能參與并支持到我國極地科學(xué)考察和研究中來,。這樣既可大大拓寬考察范圍和對(duì)象,，也會(huì)使我國對(duì)南極洲和北極圈的認(rèn)識(shí)和研究更深入、更豐富,。
