用代谢组揭示耐寒蜡样芽孢杆菌D2对Ni (II)毒性的响应机制，主要通过非靶向代谢组学技术分析菌株在不同Ni (II)浓度下的代谢物变化，结合传统方法探究其响应机制，具体如下：
1.研究方法：吉林农业大学李明堂教授团队采用非靶向代谢组学，结合传统方法对不同浓度Ni (II)处理的耐寒蜡样芽孢杆菌D2进行研究。
研究结果：
2.生长影响：菌株D2在pH 6~8范围内表现出良好的生长速率，最适pH值为7。初始浓度为60 mg/L的Ni (II)抑制了50%的D2菌株生长，而100 mg/L的Ni (II)几乎完全抑制D2菌株的生长。
形态结构和ROS影响：扫描电镜分析显示，随着Ni (II)浓度的增加，细菌膜损伤程度和细菌肿胀程度增加。与对照组相比，初始浓度为60和100 mg/L的Ni (II)处理组菌株的乳酸脱氢酶活性和ROS显著增加，表明Ni (II)对菌株D2的毒性作用部分是由细胞膜损伤和ROS的产生引起的。
细胞周期影响：qRT-PCR分析显示，在初始浓度为60和100 mg/L的Ni (II)处理组中，细胞周期相关调控基因显著下调，表明Ni (II)毒性可以导致菌株D2的细胞周期失调。
代谢组影响：采用非靶向代谢组学方法对初始Ni (II)浓度为0、60和100 mg/L处理的菌株D2进行分析，主成分分析显示，与对照组相比，初始Ni (II)浓度为60和100 mg/L的处理组变化显著，表明Ni (II)显著影响了菌体D2的代谢稳态。对差异代谢物进行通路分析，发现差异代谢物主要参与氨基酸和ABC转运蛋白的生物合成途径。在氨基酸合成通路中，共有七个氨基酸发生了显著变化，其中天冬酰胺、蛋氨酸和瓜氨酸的相对丰度随Ni (II)浓度的增加而降低，而赖氨酸、谷氨酸、异亮氨酸和组氨酸的相对丰度随Ni (II)浓度的增加而升高。
外源添加氨基酸的影响：在初始Ni (II)浓度为60或100 mg/L处理的细胞中分别添加5或20 mM的7种氨基酸，发现除谷氨酰胺外，初始Ni (II)浓度为60 mg/L的处理细胞中加入5或20 mM的氨基酸后生长显著增强；初始Ni (II)浓度为100 mg/L处理细胞中加入20 mM谷氨酸、异亮氨酸、组氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺或5 mM组氨酸、天冬酰胺后生长显著增强。表明组氨酸、蛋氨酸和天冬酰胺在菌株D2抵抗Ni (II)毒性方面具有直接作用。
3.研究结论：Ni (II)毒性严重影响菌株D2的生长、形态、细胞周期和代谢产物。代谢组学研究发现氨基酸合成的变化与Ni (II)对菌株D2的毒性有关。外源添加谷氨酸、异亮氨酸、组氨酸、蛋氨酸和天冬酰胺可以缓解Ni对菌株D2细胞的毒性，说明氨基酸在提高菌株对Ni (II)毒性的抵抗力方面起着重要作用。
