ความทนทานต่อเกลือคือความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการดำรงชีวิตในความเข้มข้นของเกลือที่เกินกว่าระดับที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพวกมัน^{[ 1 ]}สิ่งมีชีวิตที่ทนทานต่อเกลือพบได้ในน้ำและดินเค็ม^{[ 1 ]}จุลินทรีย์ที่ทนทานต่อเกลือ ได้แก่ แบคทีเรีย^{[ 2 ]}อาร์เคีย^{[ 3 ]}และเชื้อรา^{[ 4 ]} จุลินทรีย์ ที่ชอบเกลือต้องการเกลือในการเจริญเติบโต^{[ 5 ]}สิ่งมีชีวิตที่ทนทานต่อเกลืออาจถูกจัดประเภทเป็นจุลินทรีย์ที่ชอบเกลือในระดับหนึ่ง แต่โดยทั่วไปมักถูกเปรียบเทียบกับจุลินทรีย์ที่ชอบเกลือ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตที่ทนทานต่อเกลือไม่ต้องการสภาพแวดล้อม ที่ มีความเค็ม สูง ^{[ 4 ]}จุลินทรีย์ที่ทนทานต่อเกลือมีความน่าสนใจทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพอย่างมาก^{[ 6 ]}เนื่องจากบทบาทของพวกมันในระบบนิเวศที่มีเกลือยังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 4 ]}

สาขาการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับความทนทานต่อเกลือ ได้แก่ชีวเคมีชีววิทยาระดับ โมเลกุลชีววิทยาของเซลล์สรีรวิทยานิเวศวิทยาและพันธุศาสตร์

การศึกษากลไกการทนต่อเกลือในจุลินทรีย์สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตและพลวัตของระบบนิเวศในสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มเพิ่มขึ้น^{[ 7 ]}การทนต่อเกลือสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับมลภาวะและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ กระบวนการทนต่อเกลืออาจถูกนำมาใช้เพื่อจำกัดความเสียหายจากมลภาวะ^{[ 7 ]}

จุลินทรีย์ที่ทนต่อเกลือบางชนิดสามารถใช้พลังงานแสงเพื่อสร้างความแตกต่างของโปรตอนและคลอไรด์ ซึ่งช่วยให้ กระบวนการ ทางชีวพลังงานเกิดขึ้นได้^{[ 6 ]}โปรตีนที่แปลงแสงได้ แบคทีริโอโรดอปซิน ช่วยให้เส้นทางนี้เกิดขึ้นได้ และมีการประยุกต์ใช้ในด้านโฮโลแกรม จอประสาทตาเทียม การคำนวณเชิงแสงเครือข่ายประสาท และวิธีการทางเทคนิคอื่นๆ^{[ 8 ]}

จุลินทรีย์ที่ทนต่อเกลืออาจถูกนำมาใช้เป็นสารปรับสภาพทางชีวภาพในดินที่ปนเปื้อนและในน้ำเสีย^{[ 7 ]}จุลินทรีย์ที่ทนต่อเกลือบางชนิดสามารถผลิตไบโอเซอร์แฟกแทนท์ในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือและปนเปื้อนด้วยไฮโดรคาร์บอน^{[ 6 ]}ซึ่งจุลินทรีย์ชนิดอื่นอาจไม่สามารถอยู่รอดและผลิตไบโอเซอร์แฟกแทนท์ได้ แบคทีเรียที่ทนต่อเกลือสามารถบำบัดดินเค็มได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการลดปริมาณ Na และอัตราส่วนการดูดซับโซเดียมในดิน และโดยการย่อยสลายสารประกอบที่เป็นพิษ^{[ 9 ]}

กระบวนการ หมักในอาหารที่ใช้เกลือสามารถใช้จุลินทรีย์ที่ทนต่อเกลือได้Lactobacillus pantarumใช้ในการผลิตผักดองและกะหล่ำปลีดอง และแบคทีเรียที่ทนต่อเกลือชนิดอื่น ๆ ใช้ในการผลิตน้ำปลาและซอสถั่วเหลือง^{[ 6 ]}

เป้าหมายของการศึกษาความทนทานต่อเกลือ ได้แก่ การเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรของพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากดินเค็มหรือที่ที่มีน้ำเค็มเท่านั้น ความเค็มจำกัดผลผลิตและการเจริญเติบโตของพืช ดังนั้นพันธุ์พืชทางการเกษตรทั่วไปจึงสามารถทำให้ทนทานต่อเกลือได้มากขึ้นโดยการถ่ายทอดยีนจากพันธุ์ที่ทนทานต่อเกลือตามธรรมชาติ (โดยการผสมพันธุ์ แบบดั้งเดิม หรือวิศวกรรมพันธุกรรม ) หรือโดยการใช้การบำบัดที่พัฒนาขึ้นจากความเข้าใจกลไกของความทนทานต่อเกลือ^{[ 10 ]}

ปัจจัยกดดันด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ภัยแล้งและอุณหภูมิสุดขั้ว อาจเกี่ยวข้องหรือกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงออสโมติก ดังนั้นการนำความรู้เรื่องความทนทานต่อเกลือมาใช้จึงมีความเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นหรืออุณหภูมิสุดขั้ว^{[ 11 ]}

เมตาโบไลต์ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตที่ทนต่อเกลืออาจจำกัดการเจริญเติบโตของมะเร็ง โดยเฉพาะมะเร็งปอดและมะเร็งเต้านม และอาจมีประโยชน์ในการต้านทานเคมีบำบัดและความเป็นพิษที่เกี่ยวข้องกับการรักษา^{[ 12 ]}

การทนต่อสภาวะที่มีเกลือสูงเกิดขึ้นผ่านกลไกทางสรีรวิทยาหลายอย่าง ความเข้มข้นของเกลือในดินหรือน้ำที่พืชอาศัยอยู่สูงสามารถกระตุ้นให้เกิดความไม่สมดุลของไอออน ซึ่งก่อให้เกิดภาวะแทรกซ้อนในการหายใจและการสังเคราะห์แสง ส่งผลให้อัตราการเจริญเติบโตลดลง เกิดการบาดเจ็บ และเสียชีวิตในกรณีที่รุนแรง^{[ 13 ]}เพื่อให้ถือว่าทนต่อสภาวะที่มีเกลือ สูงได้ โปรโตพลาสต์ต้องแสดงวิธีการปรับสมดุลผลกระทบที่เป็นพิษและออสโมติกของความเข้มข้นของเกลือที่เพิ่มขึ้น

สิ่งมีชีวิตที่ทนต่อความเค็มต้องรับมือกับความเครียดจากการเปลี่ยนแปลงและความเค็มสูง^{[ 14 ]}ความเครียดจากออสโมซิสและความเครียดจากไอออนิกเกิดขึ้นกับเซลล์ในสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูง^{[ 15 ]}สภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูงทำให้เซลล์สูญเสียน้ำ ดังนั้นสิ่งมีชีวิตที่ทนต่อความเค็มจึงได้พัฒนากลไกในการรักษาน้ำและกักเก็บเกลือไว้ภายในเซลล์^{[ 1 ]}สิ่งมีชีวิตที่ทนต่อความเค็มอาจใช้กลไกหลายอย่างร่วมกันเพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูง

สิ่งมีชีวิตที่ทนต่อความเค็มจะรักษาสมดุลออสโมติกโดยการผลิตหรือสะสมสารปกป้องออสโมติก^{[ 14 ]}กลไกนี้ช่วยให้เซลล์สามารถกักเก็บน้ำไว้ในสภาวะที่มีความเค็มสูงโดยการรักษาการดูดซึมน้ำโดยไม่รบกวนกระบวนการเผาผลาญของเซลล์ ในการตอบสนองต่อความเค็มสูง อัตราการถอดรหัสของยีนสำหรับสารละลายที่เข้ากันได้จะเพิ่มขึ้น^{[ 14 ]}

ในสิ่งมีชีวิตที่ทนต่อเกลือหลายชนิด เซลล์จะดูดซับเกลือในปริมาณมากเพื่อรักษาระดับศักยภาพออสโมติกให้ต่ำกว่าของสิ่งแวดล้อมเพื่อให้แน่ใจว่ามีการดูดซับน้ำ กลไกหนึ่งในการทนต่อเกลือที่มากเกินไปในสิ่งมีชีวิตที่ทนต่อเกลือคือการกักเก็บเกลือไว้ในแวคิวโอล ซึ่งจะช่วยรักษาระดับความเข้มข้นของเกลือในไซโตพลาสซึมของเซลล์ให้ต่ำ เพื่อให้กิจกรรมการเผาผลาญของเซลล์สามารถดำเนินต่อไปได้^{[ 16 ]}

ในสิ่งมีชีวิตบางชนิด ยีนที่เกี่ยวข้องกับแฟลเจลลัมจะถูกควบคุมให้อยู่ในสภาวะที่มีความเข้มข้นของเกลือสูง ซึ่งจะช่วยรักษาพลังงานในการเคลื่อนที่ไว้ใช้ในการป้องกันออสโมซิส^{[ 17 ]}

ระดับความทนทานต่อเกลือแตกต่างกันอย่างมากในแบคทีเรียชนิดต่างๆ^{[ 18 ]}ไซยาโนแบคทีเรียจำนวนหนึ่งมีความทนทานต่อเกลือ เช่น ไซยาโนแบคทีเรียของMakgadikgadi Pans ซึ่ง เป็นทะเลสาบน้ำเค็มขนาดใหญ่ในบอตสวานา [ ^{19 ] ไซ}ยาโนแบคทีเรียมีความยืดหยุ่นทางสรีรวิทยาในระดับสูง การวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับกลไกความทนทานต่อเกลือในไซยาโนแบคทีเรียโดยใช้ แนวทาง โอไมซ์มีเป้าหมายเพื่อระบุเครือข่ายยีนและวิถีทางชีวเคมีของความทนทานต่อเกลือ เช่น วิถีทางที่สร้างสารปกป้องออสโมซิส^{[ 20 ]}

ก่อนปี 2000 เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าเชื้อราไม่สามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูงมากได้ แต่การวิจัยได้หักล้างความคิดนี้โดยการค้นพบเชื้อราในบ่อเกลือพลังงานแสงอาทิตย์^{[ 21 ]}เชื้อราจากแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีความเข้มข้นของเกลือสูงส่วนใหญ่ทนต่อความเค็มได้ มีเพียงไม่กี่ชนิดที่ชอบความเค็ม^{[ 15 ] เชื้อราที่ทนต่อความเค็มได้เป็นส่วนประกอบที่ค่อนข้างใหญ่และคงที่ของชุมชนในสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูง มาก} เช่น ในบ่อเกลือพลังงานแสงอาทิตย์^[ 22 ^]ตัวอย่างที่ได้รับการศึกษาอย่างดี ได้แก่ ยีสต์Debaryomyces hanseniiและยีสต์ดำAureobasidium pullulansและHortaea werneckiiซึ่งสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาวะที่มีความเค็มสูงมาก ทำให้พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตต้นแบบในการศึกษาความทนต่อความเค็ม^{[ 21 ]}ยีสต์ชนิดหลังสามารถเจริญเติบโตได้ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีเกลือ เช่นเดียวกับใน สารละลาย NaCl ที่เกือบอิ่มตัว เพื่อเน้นย้ำถึง ความสามารถในการปรับตัวที่กว้างผิดปกตินี้ผู้เขียนบางคนอธิบายH. werneckiiว่า "ทนต่อความเค็มได้สูงมาก" ^{[ 23 ]}

กลไกการทนต่อเกลือในเชื้อรารวมถึงการควบคุมความเข้มข้นของไอออนภายในเซลล์และการสะสมสารปกป้องออสโมติกเพื่อรักษาสมดุลออสโมติกโดยไม่ก่อให้เกิดความเป็นพิษหรือรบกวนกิจกรรมการเผาผลาญของเซลล์^{[ 21 ]}

• การตอบสนองของ Arabidopsis thalianaต่อความเค็ม
• ความเค็มทางชีวภาพ  – การใช้น้ำเค็มในการชลประทาน
• ความทนทานของพืชต่อน้ำทะเล  – คุณภาพของพืชผล
• การควบคุมความเค็ม  – การแก้ไขปัญหาความเค็มของดินหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• ความทนทานต่อเกลือของพืช
• โซเดียมในทางชีววิทยา  – การใช้โซเดียมของสิ่งมีชีวิต
• ความเค็มของดิน  – ปริมาณเกลือในดิน
• การควบคุมความเค็มของดิน  – การแก้ไขปัญหาความเค็มของดิน