亞洲長生嗜鹽古菌(Halovivax asiaticus)是一種嗜鹽古菌,屬于古菌門中的嗜鹽古菌目。這種微生物能夠在高鹽環(huán)境中生存并繁衍,展現(xiàn)出獨(dú)特的生物學(xué)特性。生物特性亞洲長生嗜鹽古菌具有適應(yīng)極端鹽度條件的特殊機(jī)制。其細(xì)胞內(nèi)含有大量的鹽離子,能夠維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定的滲透壓,從而在高鹽環(huán)境中保持活性。此外,其基因組的解析和研究有助于科學(xué)家們了解嗜鹽生長的分子機(jī)制,為探索其他極端環(huán)境生物的適應(yīng)機(jī)制提供了重要啟示。生態(tài)分布亞洲長生嗜鹽古菌主要分布在高鹽度的環(huán)境中,如鹽湖、鹽田和鹽堿地等。這些環(huán)境的高鹽度條件對大多數(shù)生物來說是致命的,但亞洲長生嗜鹽古菌卻能在此環(huán)境中茁壯成長。應(yīng)用潛力在生物技術(shù)領(lǐng)域,亞洲長生嗜鹽古菌顯示出巨大的應(yīng)用潛力。由于其獨(dú)特的代謝特性,它能夠產(chǎn)生一些具有商業(yè)價(jià)值的生物活性分子,如酶和蛋白質(zhì)。這些生物活性分子在食品、藥物和工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。例如,其產(chǎn)生的某些酶可以在高鹽環(huán)境中高效分解有機(jī)物,可用于處理高鹽廢水,減少環(huán)境污染。此外,亞洲長生嗜鹽古菌在分子生物學(xué)研究中也具有重要作用。隨后,細(xì)菌釋放信號,誘導(dǎo)根部細(xì)胞分裂,三天鼓出乳白根瘤,像給根系掛上微型氮肥廠。潔麗香菇 豹皮菇
格雷厄姆氏根瘤菌是豆科家族里更“挑剔”的房客,卻只認(rèn)花生這一位房東。它自帶“門禁卡”——特殊的Nod因子,能精細(xì)識(shí)別花生根毛分泌的染料木苷,兩者對接成功,根毛便卷曲成螺旋,把菌請進(jìn)“地下別墅”。隨后,細(xì)菌釋放信號,誘導(dǎo)根部細(xì)胞分裂,三天鼓出乳白根瘤,像給根系掛上微型氮肥廠。瘤內(nèi)氧氣被植物合成的豆血紅蛋白調(diào)到納摩級,固氮酶安全開工,將空氣中惰性的N?轉(zhuǎn)化為NH??,晝夜輸送給花生,畝產(chǎn)蛋白因此提升三成,農(nóng)戶少施20公斤尿素,卻多收一筐飽滿果仁。更妙的是,收獲后根瘤遺落田間,氮素緩慢釋放,后茬小麥吸氮量提高15%,土壤硝態(tài)淋失減少四成,地下水不再“又咸又綠”。如今,科研團(tuán)隊(duì)把菌液做成鋁箔袋裝,拌種即可,比化肥便宜三成,卻無污染;還植入耐旱基因,讓它在華北旱地也能結(jié)瘤。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。浜本酵母強(qiáng)壯類芽孢桿菌是一種極具潛力的益生菌,廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。

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,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,中國團(tuán)隊(duì)從鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2(保藏號 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),對后期倒伏有明顯緩解作用。
包姜氏液體培養(yǎng)基基礎(chǔ)(BGA Broth Base)是為培養(yǎng)姜苗根莖共生促生菌而設(shè)計(jì)的富氮液體培養(yǎng)基,由包頭師范學(xué)院與姜科作物團(tuán)隊(duì)共同優(yōu)化,故得“包姜”之名。其配方以酪蛋白胨與大豆木瓜酶消化物提供與緩釋氨基酸,酵母粉補(bǔ)充B族維生素和微量元素,可溶性淀粉作碳源,既避免葡萄糖過量產(chǎn)酸,又模擬根莖分泌物成分;特別添加0.3% K?HPO?與0.2% MgSO?,緩沖能力強(qiáng),可中和菌體代謝酸,維持pH 6.8–7.0,滿足假單胞菌、芽孢桿菌及稀有放線菌的同步增殖。實(shí)際應(yīng)用中,1 L培養(yǎng)基接種5 mL姜塊研磨液,28℃、160 r/min振蕩培養(yǎng)24 h,菌濃即可達(dá)2×10? CFU/mL,菌液呈淡棕、微粘,帶新鮮生姜清香;繼續(xù)補(bǔ)糖發(fā)酵可產(chǎn)胞外多糖1.2 g/L,對番茄、辣椒具明顯促根活性。若需固體分離,補(bǔ)加1.2%瓊脂即得BGA平板,可直觀觀察菌落形態(tài):有效菌株多呈乳白、邊緣波狀,48 h后在365 nm紫外下可見藍(lán)綠色熒光,與16S rDNA序列聯(lián)用,可在72 h內(nèi)完成“功能—種屬”雙重鑒定。質(zhì)量控制上,BGA培養(yǎng)基需用去離子水配制,高壓滅菌后若出現(xiàn)輕微沉淀,為鎂—磷復(fù)合物,50℃水浴搖勻即可;儲(chǔ)存過程若液體變黃,提示淀粉水解過度,應(yīng)廢棄。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。

褐球固氮菌(Azotobacterchroococcum)是一種革蘭氏陰性的好氧自生固氮菌,廣存在于土壤中,因其獨(dú)特的固氮能力和對土壤肥力的貢獻(xiàn)而備受關(guān)注。這種細(xì)菌不僅在農(nóng)業(yè)中具有重要應(yīng)用價(jià)值,還在環(huán)境科學(xué)和微生物學(xué)研究中展現(xiàn)出獨(dú)特的地位。微生物特性褐球固氮菌是一種球形或近球形的細(xì)菌,直徑約為2-5微米。它具有多層莢膜,能夠保護(hù)細(xì)胞免受外界環(huán)境的影響。這種細(xì)菌是好氧菌,更適生長溫度為25-30℃,更適pH值為7.0-7.5。其菌落呈圓形、光滑、濕潤,顏色為棕色或褐色,這是由于其細(xì)胞內(nèi)含有大量的類胡蘿卜素。固氮機(jī)制褐球固氮菌的固氮機(jī)制非常獨(dú)特。它能夠通過固氮酶將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨,從而為植物提供可利用的氮源。固氮酶對氧非常敏感,而褐球固氮菌通過高呼吸速率和莢膜保護(hù)機(jī)制,能夠在有氧環(huán)境中進(jìn)行固氮作用。這種固氮能力使其在土壤中具有重要的生態(tài)功能,能夠提高土壤中的氮含量,促進(jìn)植物生長。農(nóng)業(yè)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,褐球固氮菌是一種重要的生物肥料。它能夠通過固氮作用增加土壤中的氮含量,減少對化學(xué)氮肥的依賴,從而降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,提高農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性。侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠,遇豆科根毛即附,分泌信號,誘根內(nèi)陷成瘤。蘇黎士克羅諾桿菌
作為植物病原菌,野油菜黃單胞菌對多種常用抗生物質(zhì)具有耐藥性,這給醫(yī)學(xué)方面帶來了挑戰(zhàn)。潔麗香菇 豹皮菇
蘇云金桿菌(Bacillus thuringiensis,簡稱Bt)是土壤里走出的“生物導(dǎo)彈”。它在芽孢形成時(shí)同步合成伴胞晶體,內(nèi)藏δ-內(nèi);當(dāng)鱗翅目幼蟲咬食葉片,晶體被堿性腸液溶肽插入中腸上皮,幾分鐘內(nèi)停止取食,芽孢乘虛進(jìn)入血腔,引發(fā)敗血癥,害蟲兩日后饑餓而亡 。田間每畝用200毫升Bt懸浮劑,可將菜青蟲、稻縱卷葉螟、玉米螟等130余種害蟲的種群壓到經(jīng)濟(jì)閾值以下,且對瓢蟲、蜜蜂幾乎無害 。因其安全無殘留,我國年產(chǎn)量已達(dá)3.5萬噸,覆蓋333萬公頃農(nóng)田,成為用量比較大的微生物殺蟲劑 ??茖W(xué)家把Cry基因?qū)朊藁ā⑺?,培育的Bt作物畢生自帶抗蟲盾,減少農(nóng)藥噴灑七成以上 。從茶園到玉米地,再到防蚊孑孓的水塘,Bt用顯微鏡下的臂膀,為人類守住綠色豐收與清潔水源 。潔麗香菇 豹皮菇