蘇云金桿菌(Bacillus thuringiensis,簡(jiǎn)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(chóng)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(chóng)兩日后饑餓而亡 。田間每畝用200毫升Bt懸浮劑,可將菜青蟲(chóng)、稻縱卷葉螟、玉米螟等130余種害蟲(chóng)的種群壓到經(jīng)濟(jì)閾值以下,且對(duì)瓢蟲(chóng)、蜜蜂幾乎無(wú)害 。因其安全無(wú)殘留,我國(guó)年產(chǎn)量已達(dá)3.5萬(wàn)噸,覆蓋333萬(wàn)公頃農(nóng)田,成為用量比較大的微生物殺蟲(chóng)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(chóng)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 。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。亞膜畢赤酵母
PS培養(yǎng)基(Peptococcus Broth),又名消化球菌肉湯,是專為厭氧革蘭陽(yáng)性球菌——消化球菌屬(Peptococcus)及消化鏈球菌(Peptostreptococcus)等嚴(yán)苛厭氧菌設(shè)計(jì)的富營(yíng)養(yǎng)液體培養(yǎng)基。關(guān)鍵配方含胰酪蛋白胨15 g、酵母粉5 g、葡萄糖5 g、L-半胱氨酸0.5 g、NaCl 5 g,補(bǔ)水至1 L,pH 7.2±0.1。L-半胱氨酸兼具還原與硫源,可瞬間降低氧化還原電位至-200 mV,無(wú)需額外預(yù)還原,即開(kāi)即用;葡萄糖提供可發(fā)酵碳源,使菌體在6 h內(nèi)進(jìn)入對(duì)數(shù)期,12 h活菌數(shù)可達(dá)10? CFU/mL,滿足快速擴(kuò)增需求。臨床檢驗(yàn)中,PS培養(yǎng)基常被用于厭氧菌血培養(yǎng)增菌:將5 mL靜脈血直接注入含PS的真空厭氧瓶,35℃靜置培養(yǎng)48 h,若瓶底出現(xiàn)絮狀沉淀、培養(yǎng)液混濁并伴酸臭,即提示可能存在消化球菌或厭氧鏈球菌沾染;結(jié)合MALDI-TOF質(zhì)譜,可在72 h內(nèi)完成種水平鑒定,比傳統(tǒng)厭氧平板法縮短2天??蒲蓄I(lǐng)域,PS肉湯亦是研究厭氧菌鐵代謝、短鏈脂肪酸產(chǎn)量的優(yōu)先平臺(tái):只需在基礎(chǔ)液中去除葡萄糖,換用可溶性淀粉或乳酸鈉,即可考察不同碳源對(duì)丁酸、己酸合成路徑的影響;若添加0.1 %血紅素,更能啟動(dòng)厭氧呼吸鏈,使細(xì)胞干重提升30%。質(zhì)量控制方面,PS培養(yǎng)基滅菌后應(yīng)呈淺黃色透明,若氧化變粉,需棄用。凸形假單胞菌因其安全無(wú)殘留,我國(guó)年產(chǎn)量已達(dá)3.5萬(wàn)噸,覆蓋333萬(wàn)公頃農(nóng)田,成為用量大的微生物殺蟲(chóng)劑 。

冷解糖芽孢桿菌(Bacillus psychrosaccharolyticus)是芽孢桿菌屬的“低溫工匠”。菌體在10–40℃皆能生長(zhǎng),更適25–30℃;芽孢橢圓、中生,可耐干燥、耐紫外,貨架期長(zhǎng),為制劑化提供質(zhì)量材料。其名字里的“解糖”源于強(qiáng)大的胞外酶系:淀粉酶、纖維素酶、瓊脂糖酶活性高,能把大分子碳源切成低聚糖,既供自己能量,也為周?chē)骸伴_(kāi)糧倉(cāng)”,成為低溫堆肥、海藻殘?jiān)到獾南蠕h。更難得的是它“抑菌+保水”雙技能。平板對(duì)峙試驗(yàn)顯示,對(duì)黃瓜尖孢鐮刀菌、棉花立枯絲核菌、茄青枯拉爾氏菌等7種病原菌抑制率超50%,其中對(duì)黃瓜枯萎病原抑菌帶寬達(dá)8mm,抑制率80%以上。機(jī)理在于分泌環(huán)脂肽和胞外多糖:多糖成膜后降低葉片水分散失,同時(shí)吸附Pb2?、Cd2?、Cu2?,1h內(nèi)對(duì)鉛吸附量可達(dá)50mg/g,為重金屬污染農(nóng)田提供“微膠囊修復(fù)”。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上,研究者將冷解糖芽孢桿菌HD-3與枯草、巨大、膠凍樣芽孢桿菌復(fù)配,再添海藻提取物、氨基酸和微量元素,制成有效活菌數(shù)2–10億/g、有機(jī)質(zhì)20–40%的“復(fù)合微生物海藻肥料”。大田試驗(yàn)中,白菜、番茄、棉花增產(chǎn)幅度均超30%,線蟲(chóng)侵染率下降70%,農(nóng)藥用量減少三成;在滴灌肥中添加1‰胞外多糖,玉米抗旱期延長(zhǎng)7天,產(chǎn)量提高18%。
地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)是一種革蘭氏陽(yáng)性的芽孢桿菌,廣存在于土壤和植物根際中。它具有耐高溫、耐酸堿和耐鹽的特性,能夠在多種極端環(huán)境中生存。這種細(xì)菌不僅在自然界中發(fā)揮著重要作用,還在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥和環(huán)境修復(fù)等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。農(nóng)業(yè)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,地衣芽孢桿菌是一種高效的生物肥料和生物防治劑。它可以分解有機(jī)肥料和土壤中的有機(jī)物,增加土壤中有益微生物的種類和數(shù)量,從而促進(jìn)土壤生態(tài)平衡的恢復(fù)。此外,地衣芽孢桿菌還能通過(guò)固氮、解磷和解鉀作用改良土壤肥力,其代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸能夠活化土壤中的難溶性養(yǎng)分。它還能分泌生長(zhǎng)素和赤霉素等植物,促進(jìn)植物根系的發(fā)育,提高作物的產(chǎn)量和抗逆性。例如,田間試驗(yàn)表明,接種地衣芽孢桿菌可以使玉米增產(chǎn)18%-25%,并提高作物對(duì)鹽堿和重金屬脅迫的耐受性。工業(yè)應(yīng)用地衣芽孢桿菌在工業(yè)生產(chǎn)中主要用于生產(chǎn)酶制劑,如α-淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶。這些酶在食品加工、紡織品處理和生物燃料生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用。例如,α-淀粉酶在食品烘焙和紡織品退漿中發(fā)揮重要作用,而蛋白酶則用于洗滌劑中分解蛋白質(zhì)污漬。青銅小單胞菌通常分布在土壤或湖底泥土中,堆肥和廄肥中也不少,約有30多種,是產(chǎn)生抗生物質(zhì)較多的一個(gè)屬 。

玉米乳桿菌(Lactobacillus zeae)是乳桿菌屬中一顆“低調(diào)卻高效”的新星,更早從傳統(tǒng)發(fā)酵玉米漿中分離得名。菌體細(xì)長(zhǎng)、無(wú)芽孢、不運(yùn)動(dòng),兼性厭氧,更適溫度35~40℃,可在pH 3.8的酸環(huán)境中存活,耐膽鹽0.3%,但對(duì)氧敏感,需借助玉米基質(zhì)中的還原力維持活性?;蚪M只2.0 Mb,卻攜帶完整的磷酸酮醇酶與雙歧途徑,能同步發(fā)酵葡萄糖、蔗糖和玉米特有的棉子糖,產(chǎn)乳酸量可達(dá)18 g/L,同時(shí)分泌少量乙酸和乙醇,賦予發(fā)酵液清爽微酸的風(fēng)味。在工業(yè)應(yīng)用上,玉米乳桿菌是“玉米黃金”的關(guān)鍵釀造者。將其與釀酒酵母共培養(yǎng),可將玉米漿在24小時(shí)內(nèi)酸化至pH 3.9,抑制雜菌,提升原料利用率12%;其胞外多糖還能增加飲料黏度,減少增稠劑添加。動(dòng)物試驗(yàn)顯示,日糧添加10? CFU/g玉米乳桿菌,可使斷奶仔豬平均日增重提高9.3%,腹瀉率下降42%,并通過(guò)上調(diào)緊密連接蛋白Claudin-1,增強(qiáng)空腸屏障功能。更引人注目的是,該菌能合成玉米黃素(zeaxanthin)前體,為功能性食品提供天然護(hù)眼成分。隨著非乳基益生菌需求激增,玉米乳桿菌憑借“源自玉米、用于玉米”的閉環(huán)優(yōu)勢(shì),正成為植物發(fā)酵飲品的下一代關(guān)鍵菌株。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,強(qiáng)壯類芽孢桿菌能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng),增強(qiáng)植物對(duì)病害的抵抗力。臭曲霉蒼白變種
霍氏腸桿菌可以通過(guò)接觸傳播和空氣傳播,污染的醫(yī)療器械和醫(yī)務(wù)人員的手是重要的傳播媒介。亞膜畢赤酵母
改良磁螺菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基(Modified Magnetospirillum Growth Medium, mMGM)是在經(jīng)典MSGM配方基礎(chǔ)上,通過(guò)碳源、鐵源與還原系統(tǒng)的精細(xì)微調(diào),實(shí)現(xiàn) Magnetospirillum 屬菌株高密度生長(zhǎng)與磁小體高產(chǎn)的“兩步法”培養(yǎng)基。其設(shè)計(jì)思路遵循“先增殖、后成磁”:預(yù)培養(yǎng)階段采用低鐵(2 μM Fe3?)的琥珀酸鈉-乳酸鹽雙碳源體系,緩沖鹽濃度降至 5 mM K?HPO?,并加入 0.5 g L?1 抗壞血酸維持 Eh +50 mV,既滿足菌體快速分裂,又避免鐵過(guò)載抑制;待 OD??? 達(dá) 0.2 時(shí),通過(guò)一次性脈沖補(bǔ)加 100 μM 酸化 FeCl? 及 0.2 g L?1 硫代乙醇酸鈉,瞬間制造微氧-還原界面,觸發(fā)磁小體合成通路,磁響應(yīng)系數(shù)(Cmag)可在 12 h 內(nèi)由 0.2 升至 1.0,磁小體產(chǎn)量提高 4 倍,達(dá) 45 mg L?1,而細(xì)胞干重仍保持 2.1 g L?1,實(shí)現(xiàn)“量質(zhì)齊升”。配方細(xì)節(jié)兼顧磁鐵礦晶型完美度:鈣離子控制在 0.5 mM,既穩(wěn)定細(xì)胞膜,又避免碳酸鈣共沉淀包裹磁小體;鈷摻雜實(shí)驗(yàn)表明,在改良培養(yǎng)基中添加 1 μM Co2? 可在晶體中引入 1.2 at.% 的 Co,矯頑力由 12 mT 提升至 22 mT,為后續(xù)制備硬磁納米材料提供生物源頭。亞膜畢赤酵母