日本量子科学技术研究所近期发表研究，展示了一种结合可控伽马射线诱变与实验进化技术以加速培育耐热固氮细菌的方法。该技术有望缩短研发生物肥料等耐热微生物产品的周期，提升其在高温环境下的可靠性。

研究团队以常用于大豆固氮的二氢根瘤菌USDA110菌株为对象。野生菌株在36°C左右生长停滞，研究人员在约80天的周期内，逐步将培养温度从34°C提高至37°C，并对其施加特定剂量的伽马射线辐照共十次，进而筛选出在36°C下仍能形成健康菌落的耐热菌株。

研究发现，约40戈瑞的辐照剂量有助于产生数量最多的稳定耐热品系。该研究项目负责人长谷义弘博士表示：“通过将适应性实验室进化与精确重复的伽马射线剂量相结合，我们将培育出耐热、强健细菌所需的时间从数月甚至数年缩短到了短短几周。” 对优势菌株的基因组分析显示，其核糖体RNA基因和RNA聚合酶相关基因发生了趋同突变，这可能是其耐热性提升的关键。

该方法允许研究人员调控突变负荷，旨在促进有益突变的同时保持菌株的整体适应性。研究所高级首席研究员佐藤克也博士补充说：“这种可控诱变技术避免了转基因修饰，并且可以进行调整，以最大限度地提高有益变化，同时限制遗传负荷。我们认为这是一条行业可以安全采用的途径，以提高韧性和生产力。”

除了农业生物肥料，该技术还可应用于食品加工、药品生产及生物燃料等领域所用微生物的耐热性改良，以更低的成本提供适应气候变化的微生物产品。

更多信息：作者：Yoshihiro Hase 等人，标题：《γ射线对慢生根瘤菌进行重复人工诱变可加速其获得高温耐受性》，发表于：《突变研究——诱变的基础和分子机制》(2025)。