枯草芽孢桿菌斯氏亞種(Bacillus subtilis subsp. spizizenii)是“枯草家族”里的輕騎兵,菌體纖細(xì),卻藏著一套“攻防兼?zhèn)洹钡奈⑸?toolkit。1930 年代被 Spizizen 從沙漠塵土中分離,因而得名。它更擅在 35–45 ℃、低濕度的熱旱邊際快速萌發(fā),芽孢外壁含特殊吡啶二羧酸鈣層,可耐 90 ℃熱水 20 min、紫外 5000 μW·s/cm2 仍存活,為制劑長(zhǎng)途運(yùn)輸省下冷鏈成本。復(fù)蘇后,斯氏亞種先分泌高活性 surfactin、fengycin 與 bacillomycin D,三脂肽協(xié)同擊穿病原菌膜,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯的抑菌帶寬達(dá) 28–32 mm;同時(shí)釋放揮發(fā)性 2,3-丁二醇,啟動(dòng)植物 ISR 信號(hào),使葉片過氧化物酶活性提高 1.8 倍,達(dá)到“未病先防”。田間試驗(yàn)中,每畝用 100 g 斯氏亞種可濕粉拌種,玉米出苗率提升 12%,后期紋枯病指降 46%,產(chǎn)量增 8.3%;若與滴灌同施,可使連作草莓根際尖孢鐮刀菌數(shù)量下降 70%,果實(shí)可溶性糖提高 1.2 度,貨架期延長(zhǎng) 3 天。更妙的是,它能合成耐堿 α-淀粉酶與β-葡聚糖酶,在 pH 9.5、溫度 50 ℃ 條件下仍保持 80% 酶活,用于青貯飼料可提前 2 天完成乳酸發(fā)酵,降低干物質(zhì)損耗 3%。目前,工廠采用糖蜜—豆粕深部好氧發(fā)酵,48 h 芽孢量可達(dá) 5×101? CFU/mL,噴霧干燥后存活率 > 95%,制成黑衣粉劑,保質(zhì)期 24 個(gè)月。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。黃色哈馬達(dá)氏菌
嗜芳烴新鞘氨醇菌(Novosphingobium aromaticivorans)是一種革蘭氏陰性的桿狀細(xì)菌,屬于新鞘氨醇菌屬(Novosphingobium)。這種細(xì)菌以其強(qiáng)大的代謝能力和對(duì)多種有機(jī)污染物的降解能力而受到泛關(guān)注?;咎卣魇确紵N新鞘氨醇菌具有多樣化的代謝途徑,能夠降解多種有機(jī)物,包括芳香烴、多聚物和有機(jī)酸。這種細(xì)菌泛分布于土壤、水體和植物根際等生態(tài)系統(tǒng)中,表現(xiàn)出對(duì)生物膜形成的抵抗能力,并且能夠生存于多種極端環(huán)境條件下,如高溫、低溫、高壓和高鹽濃度等。環(huán)境分布嗜芳烴新鞘氨醇菌在多種環(huán)境中都能生存,包括淡水、海水和土壤。其生態(tài)適應(yīng)性使其能夠在不同的環(huán)境條件下發(fā)揮作用,尤其是在污染環(huán)境中。代謝途徑嗜芳烴新鞘氨醇菌的代謝途徑非常豐富,能夠降解多種有機(jī)污染物。例如,它能夠降解多環(huán)芳烴(PAHs),這些化合物在環(huán)境中難以分解,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成威脅。此外,這種細(xì)菌還能降解微囊藻,這是一種常見的水體污染物,對(duì)水生生物和人類健康有害。應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)境修復(fù)嗜芳烴新鞘氨醇菌在環(huán)境修復(fù)方面具有巨大潛力。它能夠降解多種有機(jī)污染物,包括石油烴、多氯聯(lián)苯(PCBs)和微囊藻等。假委內(nèi)瑞拉鏈霉菌假普通鏈孢囊菌在燕麥粉酵母精瓊脂(30℃)上,氣絲呈現(xiàn)淡粉色,基絲反面淡褐色,可溶色素為淡黃褐色。

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(guó)太陽能鹽場(chǎng),可在 2–23 % NaCl、10–45 °C 范圍內(nèi)生長(zhǎng),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(cè)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(zhǎng)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 %。
高島氏膠珊瑚菌(Holtermanniella takashimae)是近年來備受關(guān)注的珍稀膠質(zhì)菌,隸屬于銀耳目,因日本學(xué)者高島首先分離而得名。它通體晶瑩剔透,狀若海底珊瑚,色澤由純白到淡黃,質(zhì)地柔軟富有彈性,曬干后收縮成輕薄菌片,復(fù)水即恢復(fù)原有形態(tài)。該菌多生長(zhǎng)在海拔500至1500米、濕潤(rùn)涼爽的常綠闊葉林中,常與殼斗科植物形成淺層菌根,對(duì)酸性土壤和空氣潔凈度要求極高,故又被視為森林健康的指示物種。成分分析顯示,高島氏膠珊瑚菌的粗蛋白含量可達(dá)干重的55%,氨基酸組成均衡,富含賴氨酸、蘇氨酸等人體必需氨基酸;其特有的大分子β-葡聚糖與酸性雜多糖具有明顯的免疫啟動(dòng)與抗氧化活性,能明顯提升實(shí)驗(yàn)動(dòng)物巨噬細(xì)胞的吞噬能力,對(duì)自由基DPPH的率高于常見銀耳20%以上。此外,菌體中鈣、鐵、鋅等微量元素及維生素B1、B2、D前體含量亦居食用菌前列,為開發(fā)天然營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑提供了質(zhì)量原料。在傳統(tǒng)食用方式上,高島氏膠珊瑚菌以清燉、冰糖羹、菌菇火鍋更為常見。其膠質(zhì)豐厚,久煮不爛,口感滑潤(rùn),可吸附湯汁精華,入口帶淡淡堅(jiān)果香?,F(xiàn)代食品科技則將其超微粉添加到面包、酸奶或植物飲料中,既提升膳食纖維含量,又賦予產(chǎn)品獨(dú)特爽滑口感。菌株20Q9B-2-14對(duì)馬鈴薯軟腐病菌抑制明顯,為生防制劑添新選項(xiàng)。

異常嗜冷芽孢桿菌(Bacillus psychrodurans)是芽孢桿菌屬的“極地移民”。標(biāo)準(zhǔn)菌株能在-2 ℃緩慢增殖,更適生長(zhǎng)溫度只15 ℃,比較高不超過30 ℃;芽孢可耐受-20 ℃反復(fù)凍融,是研究低溫適應(yīng)的模式菌之一。其細(xì)胞膜富含短鏈與支鏈脂肪酸,冷休克蛋白Csp持續(xù)表達(dá),使核糖體和RNA在冰水中仍保持活性,為“零度工廠”提供分子基礎(chǔ)。在農(nóng)業(yè)端,菌株L-4可分泌IAA 18 mg·L?1并溶出有機(jī)磷2.3 mg·L?1,4 ℃下仍使冬小麥根長(zhǎng)增加25 %,返青期提前5天,分蘗數(shù)提高一成,相當(dāng)于給作物披上“生物羽絨服”。工業(yè)方面,它的耐冷蛋白酶已在洗滌劑中試用,10 ℃洗衣去污力提升30 %,節(jié)能20 %;低溫淀粉酶可將糖化溫度由60 ℃降至35 ℃,為寒區(qū)酒精發(fā)酵節(jié)約大量蒸汽。環(huán)境修復(fù)更彰顯其“冰雪技能”。菌株ANT-1在-5 ℃、10 %鹽度下60天降解柴油60 %,為極地溢油、寒區(qū)輸油管線泄漏提供原位生物修復(fù)方案;與冰藻共培養(yǎng)時(shí),還能吸附Cd2?、Pb2?,吸附量分別達(dá)50 mg·g?1和35 mg·g?1,讓重金屬在冰層中被“凍結(jié)”并隨菌體沉降。未來,借助合成生物學(xué),把異常嗜冷芽孢桿菌的“冷酶+冷激”模塊植入生產(chǎn)底盤,有望實(shí)現(xiàn)“零加熱”生物制造,讓微生物在冰水里也能為人類催化高值反應(yīng)。其獨(dú)特的代謝能力使其在降解有機(jī)污染物方面表現(xiàn)出色,成為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。海南小短桿菌
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。黃色哈馬達(dá)氏菌
PTYG培養(yǎng)基(Peptone-Tryptone-Yeast Extract-Glucose Medium)是一種高營(yíng)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(yíng)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(cè)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(zhǎng)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(jiǎn)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(cè)及教學(xué)實(shí)驗(yàn)中均發(fā)揮著重要作用。黃色哈馬達(dá)氏菌