南極洲的環(huán)境惡劣，是世界最冷的地區(qū)，同時(shí)又因其為“白色的世界”，對光線的反射能力較強(qiáng)，導(dǎo)致了該地區(qū)的紫外輻射十分強(qiáng)烈。即便如此，也仍有部分生物能夠在南極頑強(qiáng)地生存下去，如企鵝、海豹、磷蝦等。

除此之外，在南極洲的湖泊、池塘、河流、溪流、巖石、土壤等所有生境中均能檢測到微生物。而微生物能夠在如此惡劣的環(huán)境下生存的原因之一就是它們自我產(chǎn)生的色素。微生物生產(chǎn)的一些色素具有在冷脅迫下調(diào)節(jié)膜流動性的功能，以此來促進(jìn)微生物的代謝進(jìn)程；有些色素可以降低紫外線輻射、超氧化物與氮反應(yīng)等對微生物造成的損害；有些色素還能吸收光照以提高微生物的光合作用效率，促進(jìn)微生物的生長繁殖；有些色素甚至還可以充當(dāng)抗生素，以調(diào)節(jié)微生物群落。

類胡蘿卜素（Carotenoid）是來自類異戊二烯類化合物組的有機(jī)脂溶性色素，在自然界中大多呈現(xiàn)為黃色、橙色或紅色。按照結(jié)構(gòu)特性，類胡蘿卜素可分為三類：

(ⅰ)  胡蘿卜素，一類羥類化合物，如番茄紅素、β-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素等；

(ⅱ)  葉黃素，是胡蘿卜素的非酸性氧衍生物，如蝦青素、玉米黃質(zhì)、隱黃質(zhì)等

(ⅲ)  類胡蘿卜素酸，是胡蘿卜的羧酸衍生物，如藏花素、胭脂樹橙等。

類胡蘿卜素在早期生命出現(xiàn)的過程中是葉綠素的一種輔助色素，但同時(shí)它也可以從更廣泛的可見光光譜中收集能量，以此來增加光合效率。除此之外，有些微生物生產(chǎn)的類胡蘿卜素還能夠保護(hù)自身免受紫外輻射的影響，蝦青素（Astaxanthin）就是其中之一，前段時(shí)間報(bào)道的南極“西瓜雪”就是因?yàn)闇厥倚?yīng)形成的南極臭氧空洞導(dǎo)致紫外輻射增加，使得南極微生物為了保護(hù)自身不被紫外射線損害而大量產(chǎn)生紅色蝦青素。

藻膽蛋白（Phycobiliprotein）是通過硫醚鍵與半胱氨酸殘基共價(jià)結(jié)合的蛋白質(zhì)，可分為藻藍(lán)蛋白(Phycocyanin，PC)、藻紅蛋白(Phycoerythrin，PE)和別藻藍(lán)蛋白(Allophycocyanin，APC)，在自然界中分別呈藍(lán)色、紅色和綠色。

大量研究資料顯示，藻膽蛋白通常由藻類微生物生產(chǎn)得到，是藻類提高對光照利用率所必需的一類色素，對促進(jìn)藻類微生物的新陳代謝起著至關(guān)重要的作用。除此之外，藻膽蛋白對藻類抵抗極端環(huán)境起到了不可忽視的作用。

黑色素是一種深色生物高分子量色素，在自然界中通常呈現(xiàn)為深綠色至棕色或完全呈現(xiàn)為黑色。黑色素應(yīng)該是我們最熟悉的色素之一，除了部分微生物可以生產(chǎn)外，它還廣泛存在于我們的皮膚、毛發(fā)、羽毛、鱗屑、眼睛和一些內(nèi)膜中。

黑色素的產(chǎn)生與紫外線和可見光照射抗性、氧化和還原劑防護(hù)、細(xì)胞壁酶攻擊抗性、抗病毒活性以及環(huán)境壓力下的存活率和競爭能力增強(qiáng)都有著密不可分的關(guān)系，產(chǎn)黑色素微生物除了在南極洲外，通常還分布在高輻射環(huán)境、空間站、反應(yīng)器冷卻水等極端、惡劣的環(huán)境中，為生物體提供了強(qiáng)大的保護(hù)能力。

黃酮類化合物（黃色）是一類具有15碳骨架一般結(jié)構(gòu)的次級代謝產(chǎn)物，可分為查爾酮、黃酮類、異黃酮、黃酮醇、黃酮類和異黃酮化合物等幾類亞類產(chǎn)品，在自然界中通常呈現(xiàn)為黃色。

黃酮類化合物已被公認(rèn)為是微生物與植物相互作用事件中的重要信號分子，有助于南極環(huán)境中的“植菌交流”，如當(dāng)植物暴露于紫外輻射時(shí)，微生物可以誘導(dǎo)其化學(xué)改變，增加碳水化合物、羧酸、黃酮類化合物等，增強(qiáng)植物對外界惡劣環(huán)境的抵抗能力。

偽枝藻素（Scytonemin）一種小的疏水性生物堿次級代謝產(chǎn)物，在自然界中呈現(xiàn)為黃棕色。

微生物自我生產(chǎn)的色素遠(yuǎn)不止我們見到的，它們的功能也不能被完全概括，因此我們應(yīng)該去發(fā)現(xiàn)更多的色素、發(fā)掘更多的功能。對于南極，我們一開始的印象都是白雪茫茫的樣子，但實(shí)際上有各種各樣的微生物在修飾這個“白色的世界”。色素的產(chǎn)生是微生物的共同特征，南極產(chǎn)色素微生物的鑒定已有很久遠(yuǎn)的報(bào)道，它們被認(rèn)為是繪制白色畫布的調(diào)色板，遺憾的是，關(guān)于南極微生物色素生態(tài)作用的知識還沒有得到適當(dāng)?shù)膽?yīng)用。因此，我們要將它們創(chuàng)造出的生物價(jià)值利用起來，去推動相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，以此來提高我們的生活水平。

唯鉑萊也始終致力于對色素的研究，推出了一款新型天然藍(lán)色素——谷藍(lán)，實(shí)現(xiàn)以谷物為原料生物合成，具備自然可降解、可使用、天然抑菌等特性，滿足眾多領(lǐng)域應(yīng)用要求，并已將其應(yīng)用于衣料、餐具等日用產(chǎn)品的上色，可根據(jù)色素溶液的濃度來控制顏色的深淺，體現(xiàn)了天然色素的利用價(jià)值。

Juan José Marizcurrena, María Fernanda Cerdá, Alem D , et al. Living with Pigments: The Colour Palette of Antarctic Life[M].The Ecological Role of Micro-organisms in the Antarctic Environment. 2019.

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