皮爾瑞俄類芽孢桿菌(Paenibacillus peoriae)是一種具有廣泛應(yīng)用前景的微生物,屬于類芽孢桿菌屬,為革蘭氏陽(yáng)性、桿狀、具運(yùn)動(dòng)性的好氧細(xì)菌。這種細(xì)菌在微生物分類學(xué)研究中具有重要的基準(zhǔn)參照作用,其生長(zhǎng)溫度范圍為5℃-45℃,更適生長(zhǎng)溫度為30℃,能在pH 5.5至8.0的范圍內(nèi)生長(zhǎng)。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,皮爾瑞俄類芽孢桿菌展現(xiàn)出了明顯的生物防治潛力。研究表明,該菌株能夠有效抑制多種植物病原菌,如禾谷鐮孢菌,從而防治小麥赤霉病、大豆疫霉病、柑橘黑點(diǎn)病、楊梅凋萎病等植物病原菌病害。特別是名為ZJU74的菌株,對(duì)小麥赤霉病的防治效果高達(dá)56%-66%,可將嘔吐降低69%-82%,具有較廣的防治范圍和較好的防治效果。此外,該菌株還能通過(guò)產(chǎn)生次級(jí)代謝產(chǎn)物、改善植物微生物群落以及刺激植物宿主防御,產(chǎn)生系統(tǒng)抗性,從而有效對(duì)抗病原體和害蟲(chóng)。皮爾瑞俄類芽孢桿菌的應(yīng)用不僅限于病害防治,它還能作為解鉀、產(chǎn)蛋白酶、產(chǎn)淀粉酶、產(chǎn)纖維素酶和產(chǎn)嗜鐵素的微生物,廣泛應(yīng)用于防病、促生、西瓜促生、小油菜促生、玉米促生和小麥促生等領(lǐng)域。這種多功能的特性使其成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要工具,有助于減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。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。居棉花黏液桿菌
無(wú)機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)基(Inorganic Phosphorus Bacteria Medium)是專門用于篩選、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(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圍會(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。大安金黃桿菌另一株C1在白酒窖池可產(chǎn)己酸和乙酸乙酯,使基酒主體香提高30%,為“增香菌”提供新選擇。

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(guò)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(lái),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)。

威氏芽孢桿菌是土壤里低調(diào)的“多面手”。它先以桿狀活菌在根際游弋,一遇干旱、高溫便迅速縮成厚壁芽孢,可耐沸水煮十分鐘、紫外曝曬兩小時(shí),仍能在十年后遇水萌發(fā)。植保學(xué)家把它當(dāng)“殺菌劑”:芽孢復(fù)蘇后分泌表面活性素、伊枯草菌素,像微型剪刀刺破病原菌膜,對(duì)白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成;同時(shí)誘導(dǎo)植物開(kāi)啟系統(tǒng)抗性,番茄未染病就先“武裝”葉片。溫室試驗(yàn)顯示,每畝用兩百克菌粉拌基質(zhì),黃瓜枯萎率降四成,農(nóng)藥少打一半,果實(shí)仍青亮。更妙的是,它能分解有機(jī)磷長(zhǎng)鏈,釋放正磷酸供作物吸收,相當(dāng)于給土壤配了“微肥”。東北大豆連作田因它緩解“磷饑餓”,畝產(chǎn)增8%。如今,生物公司以玉米漿發(fā)酵罐培養(yǎng),把芽孢制成可濕性粉劑,拌種、滴灌皆宜,保質(zhì)期兩年,運(yùn)輸不必冷鏈??茖W(xué)家還在其基因組里插入耐鹽基因,讓它在西北鹽堿地也能萌發(fā),為棄荒灘涂奪回糧田。小小威氏芽孢桿菌,用微米之軀守護(hù)綠色豐收,讓農(nóng)藥瓶少一個(gè),飯碗多一粒。隨著對(duì)土地鞘氨醇盒菌研究的不斷深入,其在環(huán)境修復(fù)和生態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用前景將更加廣闊。雪黃曲霉
其適生長(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。居棉花黏液桿菌
在微生物的世界里,木糖氧化無(wú)色桿菌(Achromobacter xylosoxidans)是一種極為特殊的菌種。它是一種革蘭氏陰性非發(fā)酵菌,泛存在于土壤、水體以及植物根際等多種自然環(huán)境中。這種細(xì)菌因其獨(dú)特的代謝能力和潛在的應(yīng)用價(jià)值,正逐漸成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。木糖氧化無(wú)色桿菌更明顯的特性之一是其強(qiáng)大的氧化能力。它能夠利用多種碳水化合物作為能量來(lái)源,其中包括木糖、葡萄糖、果糖等。這種能力使其能夠在復(fù)雜的環(huán)境中生存并發(fā)揮重要作用。例如,在土壤生態(tài)系統(tǒng)中,木糖氧化無(wú)色桿菌可以通過(guò)分解有機(jī)物,促進(jìn)土壤中養(yǎng)分的循環(huán),從而改善土壤的肥力和結(jié)構(gòu)。除了在土壤生態(tài)系統(tǒng)中的作用外,木糖氧化無(wú)色桿菌還因其在環(huán)境修復(fù)方面的潛力而備受關(guān)注。研究表明,這種細(xì)菌能夠降解多種有害物質(zhì),包括一些難以分解的有機(jī)污染物。例如,某些菌株可以有效降解多環(huán)芳烴(PAHs),這是一種常見(jiàn)的環(huán)境污染物,通常來(lái)源于石油泄漏、工業(yè)廢水排放等。木糖氧化無(wú)色桿菌通過(guò)其代謝途徑,將這些有害物質(zhì)分解為無(wú)害的化合物,從而減輕環(huán)境污染。此外,木糖氧化無(wú)色桿菌在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。有研究發(fā)現(xiàn),這種細(xì)菌能夠降低馬鈴薯莖葉中的龍葵素含量。居棉花黏液桿菌