細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌培養(yǎng)基(L-型細(xì)菌培養(yǎng)基)是一種為支持細(xì)胞壁缺失或缺陷型細(xì)菌(如L-型細(xì)菌)生長(zhǎng)而設(shè)計(jì)的高滲、低毒、富營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)基。這類細(xì)菌因缺乏完整的細(xì)胞壁,不能耐受常規(guī)培養(yǎng)基的滲透壓,因此必須在培養(yǎng)基中加入高濃度的滲透穩(wěn)定劑,如蔗糖(10–15%)、NaCl(2–5%)或甘露醇,以維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性,防止細(xì)胞破裂。L-型細(xì)菌通常由某些抗生物質(zhì)(如青霉素、頭孢類)誘導(dǎo)產(chǎn)生,也可在某些慢性沾染或免疫抑制狀態(tài)下自然出現(xiàn)。由于其生長(zhǎng)緩慢、形態(tài)多變、常規(guī)培養(yǎng)難以檢出,因此需要的培養(yǎng)基進(jìn)行分離與培養(yǎng)。細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌培養(yǎng)基通常以腦心浸液(BHI)或蛋白胨酵母膏為基礎(chǔ),提供豐富的氨基酸、維生素和其他生長(zhǎng)因子,促進(jìn)L-型細(xì)菌的復(fù)蘇與增殖。部分配方還會(huì)加入馬血清或人血清(5–10%),以提供膽固醇和脂質(zhì),進(jìn)一步增強(qiáng)膜的穩(wěn)定性。該培養(yǎng)基可用于臨床標(biāo)本(如尿液、血液、關(guān)節(jié)液)中L-型細(xì)菌的分離,尤其適用于慢性、反復(fù)沾染但常規(guī)培養(yǎng)陰性的病例。接種后通常在35–37℃、5% CO?條件下培養(yǎng)3–7天,L-型細(xì)菌可形成“油煎蛋”樣菌落,即致密、邊緣擴(kuò)散的微小菌落,需用倒置顯微鏡觀察確認(rèn)。生物脫膠過程更加溫和,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。巴氏醋桿菌羅旺亞種
擬近緣鞘孢菌(Chalara pseudoaffinis)是子囊菌門、盤菌亞綱、囊菌目下的絲狀菌,更早在中國(guó)內(nèi)蒙古阿爾山杜鵑湖湖水中被分離得到 。菌落灰白色,基質(zhì)菌絲發(fā)達(dá),可形成瓶梗式分生孢子器,產(chǎn)橢圓形分生孢子,需氧、耐低溫,4 ℃仍可緩慢生長(zhǎng),適合作為冷鏈環(huán)境研究模型 。生態(tài)功能方面,該菌能分泌一系列細(xì)胞壁降解酶,可分解落葉與植物殘?bào)w中的纖維素和半纖維素,促進(jìn)有機(jī)質(zhì)礦化,為水體微生物提供碳源 。初步試驗(yàn)表明,其培養(yǎng)濾液對(duì)灰霉、菌核等植物病原菌具有拮抗活性,抑菌圈直徑15–20 mm,同時(shí)可產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶,破壞線蟲卵殼,盆栽試驗(yàn)使番茄根結(jié)線蟲侵染率下降40 %,顯示出開發(fā)低溫生防制劑的潛力 。工業(yè)應(yīng)用上,擬近緣鞘孢菌的低溫酶系活性突出,10 ℃條件下纖維素酶和β-葡萄糖苷酶仍保持70 %以上活力,可用于冷鏈廢棄物降解、低溫洗滌或紙漿漂白,節(jié)能20 %并減少高溫處理成本 。此外,其耐冷特性使其成為教學(xué)與科研中常用的“冷鏈模式菌”,高校常利用其進(jìn)行低溫生長(zhǎng)、酶學(xué)及系統(tǒng)發(fā)育實(shí)驗(yàn),安全等級(jí)為四類,操作簡(jiǎn)便 。鹽生枝芽孢桿菌其基因組已被測(cè)序,為分子生物學(xué)和生物技術(shù)研究提供了豐富的資源。

嗜堿芽孢桿菌(Bacillus alcalophilus)是芽孢桿菌屬的“高堿”。菌體桿狀、周生鞭毛,能在 pH 9–11 的極端堿性環(huán)境中旺盛生長(zhǎng),芽孢可耐 100 ℃ 沸水 30 min,是研究堿適應(yīng)與工業(yè)酶的模式菌株。一、耐堿機(jī)制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(nhaA、nhaC)和碳酸酐酶,將胞內(nèi)多余 Na? 泵出并維持 pH 穩(wěn)態(tài);細(xì)胞壁肽聚糖富含 meso-二氨基庚二酸,膜脂分支化程度高,為高溫高堿酶表達(dá)提供穩(wěn)定平臺(tái)。二、工業(yè)酶寶庫(kù)其耐堿淀粉酶更適 pH 10、90 ℃,用于紡織退漿可省略中和步驟,節(jié)能 15 %;耐堿蛋白酶在 pH 11、40 ℃仍保持 90 % 活性,已列入無磷洗滌劑,血漬、奶漬去污力提升 30 %;耐堿木聚糖酶用于紙漿漂白,氯用量減少 30 %,降低可吸附有機(jī)鹵化物(AOX)排放。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株 AB-10 產(chǎn) IAA 15 mg·L?1,并溶磷 2.6 mg·L?1,使玉米根系增 28 %,吸磷量提 18 %;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,殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。四、環(huán)境修復(fù)胞外多糖能吸附 Cd2?、Pb2?,吸附量分別達(dá) 50 mg·g?1 與 35 mg·g?1;在 pH 9 的蘇打鹽堿土中定殖后,水稻產(chǎn)量增加 10 %,土壤交換性鈉下降 15 %。
希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)是一種革蘭氏陰性的海洋細(xì)菌,因其在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的泛分布和明顯的降解能力而備受關(guān)注。這種細(xì)菌不僅在海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中發(fā)揮重要作用,還在食品和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。生物特性希瓦氏菌的細(xì)胞呈直桿狀或微彎曲形態(tài),具有極生單鞭毛,能夠運(yùn)動(dòng)。它是一種兼性厭氧菌,能夠在有氧和無氧條件下生長(zhǎng)。這種細(xì)菌能夠利用多種有機(jī)物質(zhì)作為碳源,包括葡萄糖、蔗糖和麥芽糖等。此外,希瓦氏菌還具有氧化酶陽(yáng)性特征,能夠分解蛋白質(zhì)、氨基酸及脂類,產(chǎn)生使人感官不能接受的代謝產(chǎn)物,如三甲胺和硫化氫。降解能力希瓦氏菌具有強(qiáng)大的降解能力,能夠分解多種有機(jī)污染物。例如,它能夠降解石油類化合物、農(nóng)藥和有機(jī)溶劑等,這使其在環(huán)境污染修復(fù)和廢物處理中具有重要應(yīng)用價(jià)值。此外,希瓦氏菌還被用于生產(chǎn)葡萄糖氧化酶、蛋白酶和聚羥基丁酸等有用的代謝產(chǎn)物。海洋生態(tài)作用在海洋生態(tài)系統(tǒng)中,希瓦氏菌通過降解有機(jī)物質(zhì),參與海洋中的碳循環(huán)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的再分配。它能夠分解藻類和其他海洋生物產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì),維持海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡。它屬于芽孢桿菌屬,具有形成孢子的能力,這使得它能夠在惡劣的環(huán)境條件下保持穩(wěn)定。

耐熱芽孢芽孢桿菌(Geobacillus stearothermophilus,舊稱Bacillus stearothermophilus)是微生物世界的“高溫鐵人”。其更適生長(zhǎng)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(chǎng)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%。小小格雷厄姆氏根瘤菌,用微米之軀撬動(dòng)綠色農(nóng)業(yè),讓藍(lán)天少一縷煙,田里多一季香。發(fā)酵成對(duì)桿菌
霍氏腸桿菌通常存在于人和動(dòng)物的腸道中,是正常菌群的一部分,在特定條件下會(huì)引起動(dòng)物和人的影響。巴氏醋桿菌羅旺亞種
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(yáng)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(zhǎng),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(zhǎng)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。巴氏醋桿菌羅旺亞種