地殼中含量最多的元素是什么？答案很明顯，氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀……其中，鋁是含量最多的金屬元素，氧是含量最多的非金屬元素。但是，如果考慮分子量，那么鐵實際上是含量最高的元素。

地球作為人類與其他物種賴以生存的棲息地，其核心部分為地核。地核的半徑大約有3470千米，主要包含鐵和鎳兩種元素，因而又通常稱作“鐵核”。地核的特點可以概括為“雙高”——密度高和溫度高。地核的密度值一般在10.7克/米3水平，而它的溫度則為7000℃左右。

鐵元素作為一種必需元素，對形形色色生物的生長和發(fā)育而言不可或缺。通常人們由于知曉地殼的大致元素構(gòu)成和“鐵核”的存在，往往會想當(dāng)然的認(rèn)為鐵元素必定是極大量存在的，人類和生物大可不必為缺鐵而杞人憂天。

然而，事實真的是這樣嗎？很可惜，答案是否定的。盡管如上所述在地殼中存在大量的鐵元素，但是多數(shù)情況下（特別是有氧條件下），鐵主要以三價態(tài)（Fe3+）存在，固定于難溶性的氧化物（例如：氫氧化鐵、氧化鐵和四氧化三鐵）和氫氧化物之中，很難為生物所利用。

那么，面對這樣的困局，生物特別是微生物該如何應(yīng)對呢？為了能夠“吃飽”鐵，若干種類的微生物在漫長的進(jìn)化過程中，漸漸具備了鐵載體（Siderophore）的合成和分泌能力。現(xiàn)在就讓我們一探究竟，看看何為鐵載體？

鐵載體是一類小分子物質(zhì)，大小通常在450-1200道爾頓，它們由微生物在限鐵或缺鐵條件下產(chǎn)生，能夠同含鐵的有機物或是鐵礦物形成高可溶性螯合物，穩(wěn)定常數(shù)通常介于1 × 1023 - 1 × 1052。

鐵載體大多由細(xì)菌和真菌產(chǎn)生，但是在一些禾本科作物中（例如：小麥和大麥），也發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)鐵載體的情況。目前，學(xué)術(shù)界已經(jīng)確認(rèn)了近600種的鐵載體，它們形態(tài)各異，在結(jié)構(gòu)上存在很大差別。

然而，根據(jù)它們與鐵結(jié)合的功能團(tuán)特點，可將其大致劃分為羥基羧酸型、兒茶酚型、異羥肟酸型和混合型四類。需要說明的是，不同類別鐵載體螯合鐵的能力存在差異。羥基羧酸型鐵載體螯鐵能力最為弱小，而兒茶酚型鐵載體螯鐵能力最為強勁。

王亞軍通過在Arnow’s實驗研究發(fā)現(xiàn)，SX9的鐵載體類型為兒茶酚型

此外，微生物所產(chǎn)鐵載體還存在一定的種屬特異性。比如：Escherichia coli（大腸桿菌）常產(chǎn)Enterobactin（腸螯鐵素），而真菌則以氧肟酸鹽型鐵載體合成為主。已有不少微生物學(xué)家建議將鐵載體結(jié)構(gòu)鑒定納入微生物菌種鑒定，將其視作微生物分類評判的重要指標(biāo)。

當(dāng)前，國際上主流的鐵載體合成微生物篩選方法為CAS平板覆蓋法。該方法簡便易行，通過肉眼便能分辨供試微生物是否具有鐵載體合成能力。如圖1所示，具備鐵載體合成能力的微生物菌落會在培養(yǎng)皿上產(chǎn)生不同顏色的“暈圈”，而“暈圈”的直徑大小往往也可用來表征微生物產(chǎn)鐵載體能力的強弱。

趙樹民等人檢測巨大芽孢桿菌LY02的鐵載體產(chǎn)生能力

除鐵離子以外，鐵載體還可與鋅、鎘、鉻、鎵、鋁、錳、鉛和銅等金屬離子發(fā)生螯合作用，提高它們的溶解性和生物可吸收性。已有科學(xué)家將鐵載體合成微生物作為一種強化污染修復(fù)的手段用于重金屬污染土壤的生物修復(fù)，并取得了良好的成效。

隨著人們生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強，以及生活品味的逐漸提高，相信鐵載體合成微生物必將有更多的用武之地。

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