噬肌醇畢赤酵母

甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌是土壤里的“碳鏈煉金師”。它以甲醇、甲胺等一碳化合物為主食，卻能把這些常被忽視的小分子變成高值產(chǎn)物。菌體在含甲醇的培養(yǎng)基中迅速萌發(fā)，分泌甲醇脫氫酶，將有毒的甲醇先氧化為甲醛，再經(jīng)RuMP循環(huán)固定為果糖-6-磷酸，既獲得能量，又合成自身所需碳骨架。整套反應(yīng)在pH 7、30℃下效率比較高，甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)理論值的92%，遠(yuǎn)高于化學(xué)催化。更難得的是，它同時(shí)是一株“生物兵工廠”。在利用甲醇的同時(shí)，甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌能合成表面活性素、泛革素等脂肽，對(duì)黃瓜枯萎、辣椒疫霉、番茄青枯的抑菌帶寬達(dá)25-30毫米；其揮發(fā)性的3-甲基-1-丁醇、2-甲基吡嗪可誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性，使棉花黃萎病指下降40%。田間試驗(yàn)表明，每畝用200克菌粉滴灌，玉米根際甲醇天然濃度降低60%，植株葉綠素提高1.5個(gè)SPAD單位，產(chǎn)量增加8%，且農(nóng)藥使用量減少三成。工業(yè)端，科研團(tuán)隊(duì)把聚-γ-谷氨酸合成酶基因?qū)爰谆鶢I養(yǎng)型芽孢桿菌，使其在消耗甲醇的同時(shí)產(chǎn)出高黏度γ-PGA，可作為保水劑、絮凝劑或醫(yī)用敷料；5噸罐分批發(fā)酵，γ-PGA產(chǎn)量達(dá)25 g/L，成本比傳統(tǒng)谷氨酸發(fā)酵低20%。此外，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90%，為大規(guī)模制劑化提供了便利。奇異水螺菌（Aquaspirillum peregrinum）是一種在科研和應(yīng)用領(lǐng)域備受關(guān)注的細(xì)菌。噬肌醇畢赤酵母

鹽反硝化枝芽孢桿菌（Virgibacillus halodenitrificans）是芽孢桿菌科中兼具“嗜鹽”與“反硝化”雙重技能的稀有物種。模式菌株 ATCC 49067 分離自法國太陽能鹽場，可在 2–23 % NaCl、10–45 °C 范圍內(nèi)生長，更適鹽度 3–7 %、pH 7.4–7.5，細(xì)胞壁含 meso-DAP，肽聚糖厚且膜脂分支，賦予其耐高滲與堿脅迫的能力。一、鹽中反硝化該菌攜帶完整的 narG/napA-nirK-nor-nosZ 基因簇，能在 3–12 % 鹽度下將 NO?? 依次還原為 N?，并同步積累四氫嘧啶作為相容溶質(zhì)，既完成脫氮又抵御滲透沖擊。實(shí)驗(yàn)室搖瓶試驗(yàn)顯示，鹽度 8 % 時(shí)其對(duì) NO??-N 去除率仍達(dá) 90 % 以上，N?O 釋放量低于檢測限，為高鹽廢水生物脫氮提供了“零碳源”方案。二、油田與暗管應(yīng)用菌株 WH-6 被制成“熱-鹽雙耐”菌劑，在 55–80 °C、0.5–3.5 % NaCl 的采出水體系中，通過優(yōu)先利用 NO?? 作電子受體，抑制硫酸鹽還原菌活性，使 H?S 產(chǎn)量下降 70 %，延長注水井管柱壽命。同時(shí)，含該菌的清淤劑與多孔沸石復(fù)配，用于鹽堿地暗管排鹽，一年后鹽水收集率提高 35 %，出口渾濁度降至 4.7 mg L?1，明顯緩解因泥沙堵塞造成的維護(hù)難題。三、農(nóng)業(yè)與生態(tài)修復(fù)在 1 % 鹽度盆栽中，接種 10? CFU g?1 土壤，可使生菜根際鉀提高 20 %，硝酸鹽含量下降 15 %，產(chǎn)量增 12 %。

球形賴氨酸芽孢桿菌（Lysinibacillus sphaericus）是一種革蘭氏陽性、產(chǎn)芽孢的細(xì)菌，因其能夠高效合成賴氨酸而備受關(guān)注。賴氨酸是一種重要的必需氨基酸，廣泛應(yīng)用于食品、飼料和醫(yī)藥行業(yè)。球形賴氨酸芽孢桿菌因其在賴氨酸生產(chǎn)中的獨(dú)特優(yōu)勢，逐漸成為工業(yè)微生物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。微生物特性球形賴氨酸芽孢桿菌屬于芽孢桿菌科，是一種兼性厭氧菌。它在生長過程中能夠形成芽孢，這使得它在不利環(huán)境中具有很強(qiáng)的生存能力。該菌的生長溫度范圍較廣，通常在30℃左右生長比較好。其菌落呈圓形、隆起、表面光滑，顏色為白色或淡黃色。球形賴氨酸芽孢桿菌的代謝途徑使其能夠高效合成賴氨酸，這一特性使其在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用價(jià)值。工業(yè)應(yīng)用球形賴氨酸芽孢桿菌在賴氨酸生產(chǎn)中的應(yīng)用更為明顯。賴氨酸是一種重要的必需氨基酸，廣泛應(yīng)用于食品、飼料和醫(yī)藥行業(yè)。傳統(tǒng)的賴氨酸生產(chǎn)方法主要依賴化學(xué)合成，但這種方法存在成本高、環(huán)境污染等問題。相比之下，球形賴氨酸芽孢桿菌通過發(fā)酵法生產(chǎn)賴氨酸具有成本低、環(huán)保等優(yōu)勢。通過優(yōu)化發(fā)酵條件，如碳氮源、pH值、溫度等，可以顯著提高賴氨酸的產(chǎn)量。

PTYG培養(yǎng)基（Peptone-Tryptone-Yeast Extract-Glucose Medium）是一種高營養(yǎng)、通用型液體培養(yǎng)基，由蛋白胨、胰蛋白胨、酵母粉和葡萄糖四種關(guān)鍵成分組成，故名“PTYG”。其配方通常為蛋白胨5 g、胰蛋白胨5 g、酵母粉5 g、葡萄糖10 g，NaCl 5 g，補(bǔ)水至1 L，pH調(diào)至7.0±0.2，適用于大多數(shù)異養(yǎng)細(xì)菌、酵母及絲狀菌的快速增殖與代謝研究。該培養(yǎng)基營養(yǎng)，蛋白胨與胰蛋白胨提供多肽與氨基酸，酵母粉富含維生素B群與微量元素，葡萄糖作為碳源，能迅速啟動(dòng)微生物代謝，縮短延滯期。在常規(guī)培養(yǎng)條件下，大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、乳酸菌等常見菌株在37℃、180 r/min培養(yǎng)12小時(shí)即可達(dá)到對(duì)數(shù)后期，菌濃可達(dá)10? CFU/mL以上，適合用于質(zhì)粒提取、蛋白表達(dá)、酶活測定等下游實(shí)驗(yàn)。此外，PTYG培養(yǎng)基也常被用于益生菌（如雙歧桿菌、乳酸菌）的高密度發(fā)酵，若需增強(qiáng)選擇性，可添加0.05% L-半胱氨酸和0.1% Tween-80，以提高厭氧菌的生長效率。若制備固體平板，只需加入1.5%瓊脂，即可用于菌落計(jì)數(shù)、分離純化及菌株保藏。由于其成分明確、配制簡便、適用廣，PTYG培養(yǎng)基已成為微生物實(shí)驗(yàn)室中不可或缺的“基礎(chǔ)口糧”，在基礎(chǔ)研究、工業(yè)發(fā)酵、食品微生物檢測及教學(xué)實(shí)驗(yàn)中均發(fā)揮著重要作用。有研究報(bào)道霍氏腸桿菌中存在“高毒力-泛耐藥”流行克隆ST133，對(duì)臨床方面構(gòu)成挑戰(zhàn) 。

無機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)基（不含瓊脂）是專為“溶磷菌”篩選與活性測定設(shè)計(jì)的合成液體培養(yǎng)基。其配方精髓在于“難溶磷”：磷酸三鈣〔Ca?(PO?)?〕以懸浮顆粒形式存在，不提供任何磷；葡萄糖或甘露醇擔(dān)任碳源，硫酸銨為氮源，并輔以Mg2?、K?、微量元素及磷酸鹽緩沖液，pH穩(wěn)定在6.8–7.2。唯有能分泌有機(jī)酸、質(zhì)子或磷酸酶的細(xì)菌，方可將不溶性磷轉(zhuǎn)化為可溶PO?3?，供自身同化并釋放到液相中，使原本乳白的懸濁液逐漸澄清，上清有效磷濃度上升，實(shí)現(xiàn)“溶磷”可視化與可量化。實(shí)驗(yàn)流程簡潔高效：250 mL三角瓶裝50 mL培養(yǎng)液，接入土壤或根際稀釋液，28℃、170 r/min振蕩培養(yǎng)5–7天；每24 h取樣離心，鉬銻抗比色法測定鉬藍(lán)吸光度，繪制“溶磷-時(shí)間”曲線。高效菌株72 h內(nèi)上清磷濃度可突破200 mg·L?1，pH降至4.5以下，溶磷率與酸度呈明顯負(fù)相關(guān)。若需高通量比較，可改用96深孔板，同步測定OD???與可溶性磷，計(jì)算單位生物量溶磷效率，快速鎖定優(yōu)良菌株。質(zhì)量控制要點(diǎn)：滅菌后磷酸三鈣易沉降，使用前需渦旋或磁力攪拌重懸；背景可溶磷須低于0.5 mg·L?1，避免假陽性。儲(chǔ)存過程若出現(xiàn)絮凝，多為鈣-蛋白復(fù)合物，可超聲打散，不影響活性。沙福芽孢桿菌是土壤里的“休眠戰(zhàn)士”。環(huán)境宜人時(shí)，它像普通桿菌分裂繁殖。鹽鹽小盒菌

在工業(yè)領(lǐng)域，解硫胺素類芽孢桿菌的應(yīng)用主要集中在生物合成方面。噬肌醇畢赤酵母

嗜碳芽孢桿菌（Bacillus carboniphilus）是芽孢桿菌屬里少見的“高碳”。菌體桿狀、革蘭氏陽性，可形成橢圓芽孢，更適溫度 45–50 ℃，pH 7.0–8.5，可在高濃度可溶性淀粉、糖蜜或木質(zhì)纖維素水解液中快速生長，因而得名“碳愛好者”。一、高效利用碳源菌株 ATCC 700101 攜帶多拷貝 α-淀粉酶、普魯蘭酶和木聚糖酶基因，48 h 內(nèi)可將 15 % 淀粉液化糖化至還原糖 180 g L?1，轉(zhuǎn)化率 > 90 %，為濃醪發(fā)酵提供廉價(jià)糖源；與酵母共培養(yǎng)，乙醇產(chǎn)量提 12 %，蒸餾能耗降 8 %。二、高滲耐受胞內(nèi)積累相容溶質(zhì)四氫嘧啶，使菌體在糖濃度 300 g L?1、滲透壓 1.8 MPa 下仍保持 80 % 活性；芽孢耐 80 ℃ 30 min，便于濃糖液滅菌后直投，縮短發(fā)酵周期 12 h。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株 BC-20 產(chǎn) IAA 20 mg L?1 并溶磷 2.9 mg L?1，玉米盆栽根長增 28 %，吸磷量提 22 %；與秸稈復(fù)配堆肥，堆溫 24 h 升至 65 ℃，纖維素降解率提高 30 %，堆肥周期縮短 7 d，殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。四、工業(yè)酶潛力其耐熱耐堿普魯蘭酶更適 pH 9、65 ℃，已用于淀粉糖化“一步法”，節(jié)省中和酸 20 %；木聚糖酶在 pH 10、60 ℃仍保持 85 % 活性，用于紙漿漂白，氯用量減少 30 %，降低可吸附有機(jī)鹵化物（AOX）排放。噬肌醇畢赤酵母