厭氧培養(yǎng)箱在微生物互作共生機制研究中的應(yīng)用，其作為無氧 “小宇宙”，通過多部分協(xié)同維持穩(wěn)定無氧環(huán)境，為厭氧微生物提供適宜生存條件。多個研究實例證明，它助力發(fā)現(xiàn)細菌 - 古菌互作產(chǎn)甲烷新模式及微生物互營共生等成果。其關(guān)鍵價值在于精準(zhǔn)模擬自然厭氧環(huán)境、便于操作、可控制環(huán)境因素及維持長期穩(wěn)定無氧狀態(tài)。未來，隨著性能優(yōu)化及與基因編輯、多維組學(xué)等技術(shù)結(jié)合，將為多領(lǐng)域提供更多支持，助力解鎖微生物奧秘。
一、厭氧培養(yǎng)箱：打造無氧科研 “小宇宙”
在微生物的世界里，有一群 “特殊居民”—— 厭氧微生物，它們對氧氣避之不及。為了給這些厭氧微生物提供適宜的生存環(huán)境，以便深入探究它們之間的互作共生機制，厭氧培養(yǎng)箱應(yīng)運而生。
厭氧培養(yǎng)箱，如同一個精心打造的無氧 “小宇宙”。它主要由恒溫培養(yǎng)室、厭氧操作室、取樣室、氣路及電路控制系統(tǒng)等部分構(gòu)成 。通過密封性設(shè)計，將外界空氣隔絕在外；利用氮氣置換，把箱內(nèi)原有的氧氣 “趕出去”；借助氣體循環(huán)系統(tǒng)與高效氧氣吸附劑，維持箱內(nèi)穩(wěn)定的無氧狀態(tài)，有的還配備雙層真空玻璃，進一步保障厭氧環(huán)境的穩(wěn)定。如此一來，為厭氧微生物營造出一個低氧甚至無氧的 “舒適家園”，讓它們能在其中正常生長與繁殖，為科研人員開展相關(guān)研究提供了基礎(chǔ)條件。
二、實例為證：厭氧培養(yǎng)箱助力重大發(fā)現(xiàn)
近年來，多個借助厭氧培養(yǎng)箱完成的研究項目取得了突破性成果。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部成都沼氣科學(xué)研究所的科研團隊，利用厭氧培養(yǎng)箱培養(yǎng)自主分離的嗜甲酸趙氏桿菌和勝利甲烷嗜熱微球菌，構(gòu)建二元合成菌群。在這個無氧的培養(yǎng)環(huán)境中，通過同位素示蹤等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了細菌 - 古菌互作產(chǎn)甲烷的新模式一種間甲醇轉(zhuǎn)移 。
上海交通大學(xué)的團隊在研究雙腔電化學(xué)厭氧系統(tǒng)提升秸稈廢水厭氧消化性能時，運用厭氧培養(yǎng)箱培養(yǎng)相關(guān)微生物。陽極腔中腸球菌等電活性細菌在無氧環(huán)境下加速秸稈降解，產(chǎn)甲烷八疊球菌主導(dǎo)混合營養(yǎng)性產(chǎn)甲烷過程；陰極腔里腸球菌和產(chǎn)甲烷桿菌通過微生物種間直接電子傳遞的方式進行互營共生，增強氫營養(yǎng)性產(chǎn)甲烷過程 。這些成果的背后，厭氧培養(yǎng)箱功不可沒，為觀察和分析微生物在厭氧條件下的互作行為提供了可能。
三、關(guān)鍵作用：厭氧培養(yǎng)箱的價值
厭氧培養(yǎng)箱在微生物互作共生機制研究中扮演著至關(guān)重要的角色。它讓科研人員能夠精準(zhǔn)模擬自然厭氧環(huán)境，無論是腸道、深海，還是濕地等厭氧生態(tài)系統(tǒng)，都能在箱內(nèi)進行近似還原 。這有助于研究那些在有氧環(huán)境下無法正常生長或難以觀察到真實互作關(guān)系的微生物。
在厭氧培養(yǎng)箱內(nèi)，科研人員可以方便地對微生物進行接種、培養(yǎng)與觀察等操作，避免微生物在大氣中操作時因接觸氧而死亡的風(fēng)險 。通過控制培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度、濕度、氣體成分等條件，研究不同環(huán)境因素對微生物互作共生的影響。并且，能夠長期穩(wěn)定地維持無氧環(huán)境，滿足一些需要長時間培養(yǎng)和觀察的微生物研究需求，為獲取全面且準(zhǔn)確的研究數(shù)據(jù)奠定基礎(chǔ)。
四、前景展望：解鎖更多微生物奧秘
展望未來，隨著科技的不斷進步，厭氧培養(yǎng)箱也將持續(xù)升級。一方面，其性能會更加優(yōu)化，對環(huán)境條件的控制精度將進一步提高，能夠模擬更為復(fù)雜和精準(zhǔn)的厭氧生態(tài)環(huán)境，助力科研人員深入研究微生物在不同微環(huán)境下的互作共生機制 。
另一方面，厭氧培養(yǎng)箱將與其他先進技術(shù)，如基因編輯、多維組學(xué)等更緊密地結(jié)合。通過基因編輯技術(shù)改變微生物的某些基因，在厭氧培養(yǎng)箱中觀察其對微生物互作共生關(guān)系的影響；借助多維組學(xué)技術(shù)，全面分析微生物在互作過程中的代謝物、蛋白質(zhì)、基因表達等變化 。這將幫助我們更深入地理解微生物互作共生的分子機制，為開發(fā)新型生物能源、改善環(huán)境治理、推動生物制藥等領(lǐng)域的發(fā)展提供更多理論支持與技術(shù)指導(dǎo)，解鎖更多微生物世界的奧秘。
