史氏芽孢桿菌(Bacillus smithii)是芽孢桿菌屬中嗜熱分支的,標(biāo)準(zhǔn)菌株 JCM 9076 更初從高溫堆肥中分離,能在 55 ℃、pH 6.5 條件下旺盛生長(zhǎng),芽孢可耐 100 ℃沸水 2 h,是驗(yàn)證高壓滅菌效果的指示菌之一。其細(xì)胞壁含特殊脂肪酸,膜脂熔點(diǎn)高,配合小分子熱休克蛋白,使核糖體和 DNA 在高溫下仍保持構(gòu)象穩(wěn)定,賦予菌體“耐熱盾牌”。2024 年,中國(guó)團(tuán)隊(duì)從鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2(保藏號(hào) CCTCC M2024167),鑒定為 Bacillus smithii。該菌兼具三重抗逆:耐鹽 6 %、耐鎘 50 mg·L?1,并能在 pH 4.5–9.0 范圍內(nèi)正常分泌有機(jī)酸,將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷,盆栽試驗(yàn)中使玉米根際有效磷提高 42 %,籽粒鎘含量下降 35 %,實(shí)現(xiàn)“增磷減鎘”同步完成。在酶制劑方向,史氏芽孢桿菌是“高溫酶工廠”。其胞外堿性淀粉酶更適溫度 70 ℃,在洗滌劑、烘焙和酒精濃醪發(fā)酵中可省去降溫環(huán)節(jié),節(jié)能 15 %;耐有機(jī)溶劑蛋白酶可在 60 ℃、30 % 乙醇環(huán)境中保持 80 % 活性,為生物煉制提供新型催化劑。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上,M2 菌株可與秸稈堆肥復(fù)配,使堆體溫度 24 h 升至 65 ℃,纖維素降解率提高 30 %,堆肥周期縮短 7 d;作為功能性菌劑,每畝隨基肥施入 200 g 菌粉,冬小麥越冬前磷吸收量提高 18 %,分蘗數(shù)增加 1.2 個(gè),對(duì)后期倒伏有明顯緩解作用。帶小棒鏈霉菌發(fā)酵工藝:培養(yǎng)基成細(xì)鉆研,溫氧調(diào)控精而全,發(fā)酵條件優(yōu)中選,產(chǎn)物豐收效益添。擬木荷生德克斯酵母
空泡鹽紅菌(Halorubrum vacuolatum)是一種屬于鹽紅菌屬(Halorubrum)的古菌,具有獨(dú)特的生態(tài)適應(yīng)性和生物學(xué)特性。分類(lèi)與形態(tài)特征空泡鹽紅菌屬于古菌域(Archaea),嗜鹽菌科(Halobacteriaceae),鹽紅菌屬(Halorubrum)。這種古菌的細(xì)胞形態(tài)為球形或卵形,直徑約0.8-1.1μm,細(xì)胞內(nèi)含有空泡結(jié)構(gòu)。生態(tài)分布空泡鹽紅菌主要分布在高鹽度環(huán)境,如鹽湖、鹽田等。這種古菌能夠在極端高鹽環(huán)境中生存,展現(xiàn)出良好的生態(tài)適應(yīng)性??蒲袃r(jià)值空泡鹽紅菌在科研領(lǐng)域中具有重要價(jià)值,主要用作分類(lèi)學(xué)研究和模式菌株。其在極端高鹽環(huán)境中的生存能力,以及在生物多樣性和生物技術(shù)應(yīng)用方面的潛力,使其成為微生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。資源保藏空泡鹽紅菌作為一種模式菌株,被多個(gè)保藏中心收藏,例如JCM(日本微生物保藏中心)編號(hào)為JCM 9060,ATCC(美國(guó)微生物保藏中心)編號(hào)為51376??张蓰}紅菌因其在極端高鹽環(huán)境中的生存能力,以及在生物多樣性和生物技術(shù)應(yīng)用方面的潛力,正在成為微生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。未來(lái)的研究將集中在探索其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用,以及進(jìn)一步挖掘其在生物技術(shù)和環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用潛力。堿蓬拉森氏單胞菌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。

在當(dāng)今追求可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代,尋找環(huán)保且高效的天然纖維加工方法成為了一個(gè)重要的課題。浸麻類(lèi)芽孢桿菌(Bacillus rettgeri)作為一種特殊的微生物,為這一課題提供了極具潛力的解決方案。浸麻類(lèi)芽孢桿菌是一種革蘭氏陽(yáng)性菌,它在麻類(lèi)植物纖維加工中發(fā)揮著獨(dú)特的作用。麻類(lèi)植物,如苧麻、亞麻等,纖維含量豐富,但纖維與木質(zhì)素等成分緊密結(jié)合,傳統(tǒng)加工方法通常需要使用大量的化學(xué)試劑,這不僅成本高昂,還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。而浸麻類(lèi)芽孢桿菌的出現(xiàn),為這一問(wèn)題帶來(lái)了綠色的替代方案。這種芽孢桿菌能夠分泌多種酶,如果膠酶、纖維素酶和木質(zhì)素酶等。這些酶可以分解麻類(lèi)植物中的果膠、半纖維素和木質(zhì)素,從而將纖維從植物組織中分離出來(lái)。與傳統(tǒng)化學(xué)脫膠方法相比,使用浸麻類(lèi)芽孢桿菌進(jìn)行生物脫膠具有明顯的優(yōu)勢(shì)。首先,它是一種環(huán)境友好的方法,不需要使用大量的化學(xué)試劑,減少了對(duì)水資源的污染。其次,生物脫膠過(guò)程更加溫和,不會(huì)對(duì)纖維造成損傷,從而提高了纖維的質(zhì)量和強(qiáng)度。此外,這種方法還可以降低生產(chǎn)成本,提高麻類(lèi)纖維的附加值。浸麻類(lèi)芽孢桿菌的應(yīng)用不僅限于麻類(lèi)纖維的加工。
牛奶類(lèi)芽孢桿菌(Paenibacillus lactis)更早從原料奶和干酪凝塊中被分離,因而得名。它呈短桿狀,革蘭氏陽(yáng)性,具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,更適30–37℃、pH 6–7,耐干燥、耐冷鏈,是乳品環(huán)境中常見(jiàn)的“溫和住客”。一、乳品益生菌株MB2401能分泌胞外多糖,在酸奶發(fā)酵中與 Streptococcus thermophilus 協(xié)同,可提升黏度、減少乳清析出,延長(zhǎng)貨架期7天;同時(shí)產(chǎn)細(xì)菌素 Lactocin 2401,對(duì)單增李斯特菌抑菌帶寬達(dá)22mm,為原奶生物保鮮提供天然“護(hù)欄”。二、腸道健康牛奶類(lèi)芽孢桿菌耐胃酸、耐膽鹽,能形成芽孢穿越胃腸道,在結(jié)腸萌發(fā)后分泌果聚糖酶,降解膳食多糖產(chǎn)生丁酸,降低pH,抑制沙門(mén)氏菌定植;小鼠試驗(yàn)顯示,日灌胃10? CFU,血清IgA提高35 %,腹瀉率下降60 %,已列入歐盟QPS清單,安全等級(jí)高。三、工業(yè)酶潛力其低溫普魯蘭酶在10℃仍保持70 %活性,可用于乳清寡糖制備;耐堿脂肪酶更適pH 9、40℃,在CIP管道清洗中分解乳脂肪,節(jié)能15 %,減少化學(xué)堿用量。四、農(nóng)業(yè)應(yīng)用將菌株NZ1制成活菌數(shù)10? CFU mL?1的“乳菌肥”,滴灌奶牛場(chǎng)周邊青貯玉米,土壤有機(jī)質(zhì)提高12 %,產(chǎn)奶凈能增加8 %,實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)循環(huán)。解硫胺素類(lèi)芽孢桿菌還具有生物轉(zhuǎn)化能力,能夠?qū)⒁恍?fù)雜的有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為更有價(jià)值的產(chǎn)物。

無(wú)機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)基(Inorganic Phosphorus Bacteria Medium)是專(zhuān)門(mén)用于篩選、計(jì)數(shù)和驗(yàn)證具有“溶磷”功能微生物的合成培養(yǎng)基。其關(guān)鍵思路是“以難溶磷為磷源”:配方中不添加任何有機(jī)磷或磷,而用磷酸三鈣〔Ca?(PO?)?〕、磷灰石或磷酸鋁等難溶性無(wú)機(jī)磷酸鹽作為磷源;同時(shí)提供葡萄糖、蔗糖或甘露醇等碳源,以及硫酸銨或硝酸鈉作氮源,并輔以鎂、鉀、硫、微量元素和緩沖系統(tǒng),pH 通常調(diào)至 6.8–7.2。只有能分泌有機(jī)酸、質(zhì)子、酶類(lèi)(如葡萄糖酸、甲酸、磷酸酶、植酸酶)的溶磷菌,才能將不溶性磷轉(zhuǎn)化為可溶的 PO?3?,供自身利用并在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。培養(yǎng)基滅菌后呈乳白渾濁,傾注平板后表面略帶沉淀。接種土壤稀釋液或根際樣品,28 ℃培養(yǎng) 3–5 天,具有溶磷能力的菌落周?chē)鷷?huì)出現(xiàn) 2–10 mm 的透明暈圈——這是菌落分泌的酸或酶溶解磷酸三鈣所致,暈圈直徑與溶磷能力呈正相關(guān)。若需定量,可挑取暈圈明顯的單菌落,接入液體無(wú)機(jī)磷培養(yǎng)基,振蕩培養(yǎng) 7 天,用鉬銻抗比色法測(cè)定上清液中有效磷含量,計(jì)算溶磷率(mg P·L?1)與菌體生物量的比值,即可比較不同菌株的溶磷效率。其IAA產(chǎn)量達(dá)118mg/L,明顯高于同屬菌株,可刺激小麥根長(zhǎng)增加35%,干重提高28%。墨西哥鏈霉菌
其芽孢可耐沸水煮15分鐘、紫外照射兩小時(shí),噴霧干燥存活率超過(guò)90%,為大規(guī)模制劑化提供了便利。擬木荷生德克斯酵母
栗褐芽孢桿菌(Bacillus badius)是芽孢桿菌屬的“暗色騎士”。菌落呈獨(dú)特的栗褐色、邊緣不規(guī)則,革蘭氏陽(yáng)性大桿菌,具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢;更適溫度30–37 ℃,pH 6.5–8.5,廣分布于森林腐葉、草炭和動(dòng)物腸道中。一、降解菌株產(chǎn)胞外酚氧化酶、漆酶和半纖維素酶,能把落葉、鋸末中的木質(zhì)-酚類(lèi)物質(zhì)分解成腐殖酸,7 d內(nèi)稻草失重率35 %,腐殖酸含量提高1.8倍,為有機(jī)肥“褐化”提供天然菌種。二、防病促生栗褐芽孢桿菌分泌badius脂肽,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉抑菌帶寬24 mm;同時(shí)產(chǎn)IAA 18 mg·L?1,使玉米根長(zhǎng)增28 %,吸磷量提棚試驗(yàn)畝施200 g菌粉,黃瓜枯萎病指降40 %,產(chǎn)量增12 %。三、工業(yè)酶潛力其漆酶更適pH 5、50 ℃,對(duì)染料活性黑KN-B脫色率3 h達(dá)85 %,已用于印染廢水預(yù)處理;耐堿木聚糖酶在pH 9、55 ℃仍保持80 %活性,可助紙漿漂白減少氯用量30 %。四、土壤修復(fù)菌體胞外多糖能吸附Cd2?、Pb2?,吸附量分別達(dá)45 mg g?1與30 mg g?1;與生物炭混施,礦區(qū)污染土壤有效態(tài)鎘下降50 %,蔬菜可食部鎘低于國(guó)標(biāo)。擬木荷生德克斯酵母