【CIS特肥大会】李江博士：从南极科考到抗盐特肥，“双剪”抗盐生根菌的发现与应用
自然资源部第一海洋研究所 李江博士
南极地理与气候
南极洲包括南极大陆及周围岛屿，总面积约1400万平方千米，占地球陆地总面积的十分之一，相当于中国的一半大。
平均海拔2350米，居世界各大洲平均海拔之首。
冰盖平均厚度2500米，最大厚度4800米。
最寒冷，年平均气温-25℃。
南极的资源
全球最大淡水库，储存全球冰雪总量95%，达2400万立方千米，占全球可用淡水的72%。
如果南极冰盖全部融化，地球平均海平面将升高60米。
蛋白资源库，生物资源丰富，南极磷虾储量高达50 亿吨，栖息有鲸、海豹、企鹅等特色极地生物。
矿产资源丰富，已探明各类矿物220多种。
“一办”统筹、“两船”破冰、“五站”组网，标志我国南极科考已形成管理–运输–现场观测的完整闭环，覆盖近岸–大洋–冰盖–内陆全区域，支撑从极地大国向极地强国跨越。
李江博士参与了中国第三十四次南极科学考察，主要做微生物多样性的考察。
南极深海菌有其独特的代谢机制和生存环境，体现在这三个维度。
01.生存环境的根本差异
温度：极端低温且波动大｜常年低于0°C，存在剧烈的昼夜和季节性冻融循环。
营养：极度寡营养｜环境中有机碳、氮、磷等营养元素浓度极低。
辐射：高强度紫外线辐射｜极地臭氧层空洞导致地表UV-B辐射显著增强
水分与盐度：高盐度与冰冻胁迫｜海冰中的卤水通道盐度极高，液态水极度有限。
光照：极昼与极夜——一年中光照时间呈极端周期性变化。
02.三大生存适应策略
细胞膜流动性维持增加不饱和/支链脂肪酸，降低相变温度，确保低温下细胞活性。
蛋白质低温适应合成结构更柔性的低温酶以高效催化，冷休克蛋白(CSPs）保障翻译正常进行。
抗冻与抗氧化系统分泌抗冻蛋白抑制冰晶生长，产生SOD/CAT酶清除活性氧，维持细胞稳态。
03.代谢机制与应用前景
独特代谢模式：在黑暗贫瘠环境下通过“化能自养”氧化无机物获取能量，或进入极低速率的代谢休眠状态。
发现新物种与新基因：极地是巨大的生物资源库，蕴含大量未知的微生物物种和新的功能基因。
新型生物活性物质：仅在2018—2020年间，科研人员就从南北极微生物中发现了96种具有潜在价值的新化合物。
目前，土壤存在哪些问题呢？
土壤是营养供给的核心，当前土壤有机质含量严重不足。
过度使用磷肥和钾肥等导致土壤退化（如板结、盐碱化）、重金属污染、微生物群落失衡等问题。
南极深海菌可以应对这些土壤问题。
1.超强适应性
超广谱耐受性：南极深海菌是典型的嗜盐菌；
渗透保护：保持细胞渗透压平衡；
生根促长：养分高效利用与植物生理调节；
系统抗性：抑菌物质、抗氧化酶。
2.新颖的代谢产物
渗透压保护物质：脯氨酸、四氢嘧啶调节渗透压
溶解土壤矿物，补充有益离子：分泌多种酶，能够解钾、溶磷，释放出可被植物吸收的营养离子，提高土壤肥力。
分泌生长激素，促进植物生根：南极深海菌合成吲哚乙酸（IAA）、铁载体等物质，刺激作物根系发育。
促进土壤团粒结构形成，提高养分的吸收和释放：合成大量的胞外多糖、海藻多糖等。
3.超强抗逆性
结构新颖的活性物质：抗菌、抑菌、杀虫的物质；
系统抗逆性：多种抗氧化酶；
调节土壤微生态环境：“代谢协同”增强植物耐盐性。
南极深海菌——抗盐生根的新答案。
抗逆性强、代谢产物新、生物活性高，适配土壤痛点，填补陆生微生物资源的缺口。
走最远的路，只为离作物的根更近！
First slide label
Some representative placeholder content for the first slide.
Second slide label
Some representative placeholder content for the second slide.
Third slide label
Some representative placeholder content for the third slide.