耐熱芽孢桿菌(Geobacillus stearothermophilus)是微生物世界的“高溫鐵人”。其更適生長溫度55–65 ℃,芽孢可耐100 ℃沸水2小時(shí)、紫外線輻照8小時(shí)仍存活,被廣用于檢驗(yàn)高壓滅菌效果。該菌的耐熱密碼在于:細(xì)胞膜富含支鏈脂肪酸和鈣-吡啶二羧酸復(fù)合物,降低膜流動(dòng)性;組蛋白樣蛋白緊緊包裹DNA,防止高溫?cái)嗔?;同時(shí)擁有一套高效熱休克蛋白(Hsp)系統(tǒng),可快速修復(fù)變性蛋白。在工業(yè)酶領(lǐng)域,耐熱芽孢桿菌是“催化劑工廠”。其分泌的耐高溫α-淀粉酶在90 ℃、pH 6.0條件下活性比較高,可將淀粉液化時(shí)間縮短一半,廣用于酒精、制糖、紡織退漿,年市場需求超萬噸;耐熱蛋白酶則在60 ℃仍保持80 %活性,可用于洗滌劑,提高低溫洗衣的去污力。此外,該菌還能合成耐高溫木聚糖酶和脂肪酶,在造紙漂白和生物柴油合成中展現(xiàn)潛力。農(nóng)業(yè)與環(huán)境方面,科學(xué)家將其與堆肥菌系復(fù)配,使堆溫迅速升至65 ℃,加速有機(jī)質(zhì)分解,殺滅病原菌和雜草種子,縮短堆肥周期30 %;在油田,耐熱芽孢桿菌可耐受55 ℃、高鹽環(huán)境,利用原油為碳源,產(chǎn)生生物表面活性劑,提高采收率5–8 %。該菌還能合成耐高溫木聚糖酶和脂肪酶,在造紙漂白和生物柴油合成中展現(xiàn)潛力。檸檬原小單孢菌
克氏芽孢桿菌(Bacillus kochii)是芽孢桿菌屬的新成員,2006年由德國科學(xué)家從高溫堆肥中分離,命名致敬現(xiàn)代微生物學(xué)奠基人羅伯特·科赫。菌體桿狀、革蘭氏陽性,可形成橢圓芽孢,更適溫度45–55 ℃,pH 6.5–8.5,兼具“嗜熱+解磷+拮抗”三重技能,是土壤微生態(tài)研究的熱點(diǎn)菌種。一、解磷促生菌株TP-6分泌葡萄糖酸、乳酸和磷酸酶,可將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷277 mg·kg?1,盆栽玉米根際有效磷提高42 %,植株干重增加30 %;同時(shí)產(chǎn)IAA 18 mg·L?1,誘導(dǎo)側(cè)根數(shù)量增35 %,吸鉀量提20 %,實(shí)現(xiàn)“氮磷鉀”三要素同步活化。二、生物防治克氏芽孢桿菌產(chǎn)生kochii環(huán)脂肽,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎抑菌帶寬達(dá)26 mm;溫室試驗(yàn)顯示,畝用200 g菌粉滴灌,黃瓜枯萎病指下降45 %,農(nóng)藥用量減少三分之一,果實(shí)Vc含量提高10 %。三、工業(yè)酶潛力其耐熱堿性淀粉酶更適溫度65 ℃、pH 9,在紡織退漿中可省略堿中和步驟,節(jié)能15 %;耐熱蛋白酶在50 ℃、pH 10下對(duì)血漬去污力提升25 %,已列入無磷洗滌劑助劑。四、環(huán)境修復(fù)與秸稈復(fù)配堆肥,24 h堆溫升至65 ℃,纖維素降解率提高30 %,堆肥周期縮短7 d;菌體還能吸附Cd2?、Pb2?,吸附量分別達(dá)50 mg·g?1與35 mg·g?1,為礦區(qū)復(fù)墾提供低成本方案。假乙醇熱厭氧桿狀菌青銅小單胞菌通常分布在土壤或湖底泥土中,堆肥和廄肥中也不少,約有30多種,是產(chǎn)生抗生物質(zhì)較多的一個(gè)屬 。

耐鹽魏斯氏菌(Weissella spp.)是一類革蘭氏陽性、兼性厭氧的乳酸菌,廣存在于醬油、泡菜、奶酪等高鹽發(fā)酵食品中。該菌屬成員如融合魏斯氏菌(W. confusa)、食竇魏斯氏菌(W. cibaria)和類腸膜魏斯氏菌(W. paramesenteroides)均表現(xiàn)出優(yōu)異的耐鹽性能,能在18% NaCl的高鹽環(huán)境中保持活性,其中W. paramesenteroides的耐鹽性和低溫生長能力尤為突出,成為醬醪發(fā)酵中的優(yōu)勢(shì)菌種。耐鹽魏斯氏菌不僅能適應(yīng)高滲透壓環(huán)境,還能通過合成胞外多糖(EPS)、有機(jī)酸和細(xì)菌素等代謝產(chǎn)物,賦予發(fā)酵食品獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地。例如,W. confusa的EPS產(chǎn)量可達(dá)3.34 g/L,明顯改善產(chǎn)品的乳化性和口感;W. cibaria在泡菜發(fā)酵前期可迅速提升乳酸和乙酸含量,增強(qiáng)產(chǎn)品醇香風(fēng)味。此外,部分菌株還具備抑菌、抗氧化和降膽固醇等益生特性,對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等病原菌有抑制作用,并能降解甘油三酯和膽固醇,展現(xiàn)出開發(fā)為功能性益生菌的潛力。綜上所述,耐鹽魏斯氏菌憑借其高鹽適應(yīng)性、代謝多樣性和益生功能,在傳統(tǒng)發(fā)酵食品和現(xiàn)代功能性食品開發(fā)中均具有廣闊的應(yīng)用前景。
燦爛類芽孢桿菌(Paenibacillus splendidus)是一種革蘭氏陽性的細(xì)菌,因其在生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境修復(fù)中的多種應(yīng)用而備受關(guān)注。這種細(xì)菌具有強(qiáng)大的代謝能力和生態(tài)適應(yīng)性,展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。生物特性燦爛類芽孢桿菌是一種桿狀細(xì)菌,具有內(nèi)生孢子,能夠形成芽孢以抵抗極端環(huán)境條件。它是一種好氧菌,更適生長溫度為30℃,能夠在多種培養(yǎng)基上生長。這種細(xì)菌的代謝途徑豐富,能夠利用多種碳源和氮源進(jìn)行生長和繁殖。應(yīng)用領(lǐng)域農(nóng)業(yè)應(yīng)用燦爛類芽孢桿菌在農(nóng)業(yè)中具有多種應(yīng)用。它能夠產(chǎn)生植物生長,如吲哚乙酸(IAA),從而促進(jìn)植物根系的生長和發(fā)育。此外,這種細(xì)菌還能分解土壤中的有機(jī)物質(zhì),釋放出植物所需的營養(yǎng)物質(zhì),如磷和鉀,提高土壤肥力。例如,某些菌株能夠有效分解土壤中的難溶性磷酸鹽,使其轉(zhuǎn)化為植物可吸收的形式,從而提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。環(huán)境修復(fù)燦爛類芽孢桿菌在環(huán)境修復(fù)中也展現(xiàn)出明顯的潛力。它能夠降解多種有機(jī)污染物,如石油烴、多環(huán)芳烴(PAHs)和農(nóng)藥殘留。這種能力使其在處理受污染的土壤和水體方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。例如,某些菌株能夠高效降解石油烴,減少石油泄漏對(duì)環(huán)境的破壞。生物技術(shù)燦爛類芽孢桿菌在生物技術(shù)領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。玫瑰鏈孢囊菌的次級(jí)代謝過程受到DNA甲基化等表觀遺傳修飾的調(diào)控,這為調(diào)節(jié)抗生物質(zhì)合成提供了新的策略 。

MB培養(yǎng)基基礎(chǔ)(Marine Broth Base)是一種專為海洋細(xì)菌設(shè)計(jì)的富營養(yǎng)液體培養(yǎng)基,由蛋白胨、酵母粉及多種無機(jī)鹽組成,pH 7.2–7.6,滲透壓與海水相當(dāng)。配方中氯化鈉濃度約2–3%,并補(bǔ)充鎂、鉀、鈣等海水中主要離子,可瞬時(shí)啟動(dòng)依賴高鹽環(huán)境的嗜鹽菌與耐鹽菌,縮短延滯期。實(shí)驗(yàn)室常規(guī)做法是將培養(yǎng)基干粉溶解于蒸餾水后,補(bǔ)加陳海水或人工海鹽,即可恢復(fù)接近自然海水的離子譜,使挑剔的海洋放線菌、弧菌、假單胞菌等迅速進(jìn)入對(duì)數(shù)生長,用于后續(xù)分離、保藏或活性物質(zhì)篩選。由于海洋微生物常產(chǎn)色素、抗生物質(zhì)及胞外多糖,MB培養(yǎng)基的高營養(yǎng)特性可充分展現(xiàn)這些次級(jí)代謝潛能:弧菌在28℃、180 r/min振蕩培養(yǎng)12小時(shí),菌濃即可達(dá)10? CFU/mL,菌液呈乳白或淡粉;某些Planococcus則分泌墨藍(lán)色素,使整瓶培養(yǎng)液變?yōu)榈逅{(lán),成為天然色素研究的理想起點(diǎn)。若需固體培養(yǎng),只需補(bǔ)加1.5%瓊脂,即成MBA平板,可在表面涂布沉積物懸液,28℃培養(yǎng)2–3天,挑取形態(tài)各異的單菌落進(jìn)行16S rDNA鑒定,流程簡潔高效。在質(zhì)量控制方面,MB培養(yǎng)基需用人工海水或陳海水配制,切忌直接使用自來水,以免鈣鎂離子不足或氯殘留抑制菌體;滅菌后若出現(xiàn)沉淀,多為鎂鹽析出,可50℃水浴復(fù)溶,不影響使用。
格雷厄姆氏根瘤菌是豆科家族里更“挑剔”的房客,卻只認(rèn)花生這一位房東。檸檬原小單孢菌
摩氏摩根氏菌摩根亞種(Morganella morganii subsp. morganii)是一種革蘭氏陰性、兼性厭氧的桿菌,屬于腸桿菌科。這種細(xì)菌泛存在于自然環(huán)境中,尤其是水生環(huán)境中,并且在人類和動(dòng)物的腸道中也能檢測到。因其對(duì)多種抗生物質(zhì)的耐藥性和在醫(yī)學(xué)上的重要性,摩氏摩根氏菌摩根亞種成為醫(yī)學(xué)微生物學(xué)中的一個(gè)重要研究對(duì)象。生物學(xué)特性摩氏摩根氏菌摩根亞種菌體呈短小桿狀,單個(gè)或成對(duì)存在,有時(shí)呈短鏈狀。其革蘭氏染色呈陰性,具有周生鞭毛,運(yùn)動(dòng)性良好。這種細(xì)菌能夠產(chǎn)生尿素酶和吲哚,能夠發(fā)酵乳糖和葡萄糖,產(chǎn)生酸和氣體。其生長適宜溫度為30℃-37℃,更適pH值為7.2-7.6。醫(yī)學(xué)相關(guān)性摩氏摩根氏菌摩根亞種是一種條件致病菌,通常在宿主免疫下降時(shí)引發(fā)沾染。它可以引起多種疾病,包括尿路沾染、傷口沾染、呼吸道沾染和敗血癥。這種細(xì)菌對(duì)多種抗生物質(zhì)具有耐藥性,尤其是對(duì)氨芐西林和頭孢菌素類抗生物質(zhì)的耐藥性較為常見,這給臨床治療帶來了一定的挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)室鑒定在實(shí)驗(yàn)室中,摩氏摩根氏菌摩根亞種可以通過以下特征進(jìn)行鑒定:形態(tài)學(xué)特征:革蘭氏染色呈陰性,短小桿菌,周生鞭毛。生化反應(yīng):能夠發(fā)酵乳糖和葡萄糖,產(chǎn)生酸和氣體;能夠產(chǎn)生尿素酶和吲哚。檸檬原小單孢菌