蟑螂埃希氏菌并非真“埃希氏菌”,而是2017年從美洲大蠊腸道里分離出的新種,學(xué)名Blattabacterium,卻與大腸桿菌同門,于是被昵稱為“蟑螂埃希氏菌”。它住在宿主脂肪體細(xì)胞內(nèi),像隨軍糧倉(cāng),把蟑螂吃剩的尿素、尿酸重新拆成氨,再摻進(jìn)糖酵解中間物,合成10種必需氨基酸,回贈(zèng)宿主。沒(méi)有它,蟑螂只能在高蛋白環(huán)境里長(zhǎng)大;有了它,哪怕啃紙、啃膠水也能活得肥碩??茖W(xué)家算過(guò),一只雌蠊若缺菌,若蟲期延長(zhǎng)一倍,產(chǎn)卵量掉七成。更有趣的是,菌體隨卵殼傳代,百萬(wàn)年來(lái)與蟑螂共譜“垂直家譜”,演化出精簡(jiǎn)的600kb基因組,幾乎丟掉所有外壁合成基因,把防御任務(wù)全交給宿主,自己專職“氮回收”。如今,實(shí)驗(yàn)室嘗試用抗生物質(zhì)“斷菌”,結(jié)果蟑螂像泄了氣的皮球,說(shuō)明菌是害蟲活力的隱形引擎。小小蟑螂埃希氏菌,用顯微鏡下的齒輪,托住人類更討厭昆蟲的頑強(qiáng)生命,也為綠色控蟑提供新靶點(diǎn):若能阻斷菌給氮,或許能讓廚房少一點(diǎn)深夜驚叫。這種細(xì)菌因其獨(dú)特的生物學(xué)特性和潛在的應(yīng)用價(jià)值,成為微生物研究中的重要對(duì)象。長(zhǎng)枝木霉
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。德克薩斯糖絲菌擬諾卡氏菌屬的微生物在多種環(huán)境中分布廣,尤其是在土壤環(huán)境,尤其是天然高鹽堿土樣生境中較為常見 。

阿氏芽孢桿菌(Bacillus aryabhattai)是2009年印度科學(xué)家從平流層空氣塵埃中分離的新種,以古印度天文學(xué)家阿耶波多命名,象征“高空來(lái)客”。菌體桿狀、周生鞭毛,能形成橢圓芽孢,耐紫外、耐干燥,在pH 5–9、15–45 ℃范圍內(nèi)生長(zhǎng)良好,是兼具促生與抗逆的“空中特種兵”。一、促生機(jī)制菌株AB15可分泌IAA 28 mg·L?1,溶磷3.5 mg·L?1,并產(chǎn)1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸(ACC)脫氨酶,降低植物乙烯水平,使小麥、玉米根系增35%,干旱存活率提25%;與根瘤菌共接種,大豆結(jié)瘤數(shù)提高40%,畝產(chǎn)增加18%。二、防病降鎘菌株Cd-19對(duì)番茄青枯、黃瓜枯萎抑菌帶寬達(dá)26 mm;同時(shí)胞外多糖吸附Cd2?,使糙米鎘含量下降45%,達(dá)到國(guó)家限定標(biāo)準(zhǔn),為“重金屬-病害”復(fù)合障礙田提供一菌雙解方案。三、工業(yè)酶潛力其耐堿淀粉酶更適pH 9、55 ℃,在洗衣液中可去除淀粉污漬,活性比市售酶高20%;低溫蛋白酶在10 ℃仍保持70 %活力,為寒區(qū)洗碗粉節(jié)約能耗15 %。四、太空農(nóng)業(yè)由于源自平流層,AB15對(duì)紫外、低氣壓具有天然適應(yīng)性,已被選為“月宮一號(hào)”生物再生生命保障系統(tǒng)候選菌,可在微重力下穩(wěn)定促生小麥,為地外基地提供微生物保障。
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;一旦遇干旱、高溫或高鹽,便迅速縮成圓芽孢,外壁裹滿吡啶二羧酸,耐熱八十度、耐旱十年,只等雨露歸來(lái)。植保學(xué)家愛(ài)把它當(dāng)“生物衛(wèi)兵”:芽孢萌發(fā)后分泌脂肽、幾丁質(zhì)酶,可撕破病原菌壁,使灰霉、枯萎菌無(wú)法入侵番茄、黃瓜;同時(shí)激發(fā)植物系統(tǒng)抗性,讓葉片自己升“警備”。溫室試驗(yàn)顯示,育苗土中每克添百萬(wàn)芽孢,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,它能將有機(jī)磷長(zhǎng)鏈分解成植物可吸收的正磷酸鹽,相當(dāng)于給土壤配了“微肥”。如今,生物公司以糖蜜發(fā)酵罐培養(yǎng),把芽孢制成可濕性粉劑,拌種、灌根皆宜,保質(zhì)期兩年,運(yùn)輸不必冷鏈。科學(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。小小沙福芽孢桿菌,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。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。

潘諾尼亞鎖霉(Itersonilia pannonica)是一株擔(dān)子菌門、鎖霉屬的低溫絲狀菌,原產(chǎn)中國(guó),常見于草地、腐葉及冷藏蔬菜表面。菌絲白色至淡黃,擴(kuò)展呈絨毯狀,更適生長(zhǎng)17℃,pH6,需氧,對(duì)鹽濃度變化敏感,4℃保存即可。一、科研價(jià)值耐冷特性使其成為冷鏈?zhǔn)称费芯康哪J骄?;與氈狀金孢霉近緣,基因組含多種細(xì)胞壁降解酶基因,可用于低溫酶篩選及擔(dān)子菌系統(tǒng)發(fā)育分析。二、生物防治潛力培養(yǎng)濾液對(duì)灰霉、菌核等植物病原菌抑制圈達(dá)15–20 mm,并能分泌幾丁質(zhì)酶,分解線蟲卵殼,盆栽試驗(yàn)使番茄根結(jié)線蟲侵染率下降40 %,為開發(fā)低溫生劑提供候選。三、低溫酶應(yīng)用菌株在10℃仍產(chǎn)較高活性纖維素酶和β-葡萄糖苷酶,可用于低溫洗滌、紙漿漂白或冷鏈廢棄物降解,節(jié)能20 %,降低高溫處理成本。四、教學(xué)與質(zhì)控生物危害四類,培養(yǎng)簡(jiǎn)易,國(guó)內(nèi)多所高校將其列入“冷鏈微生物”教學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)生可通過(guò)梯度平板直觀觀察低溫生長(zhǎng)曲線,并用于冷藏食品監(jiān)測(cè)的陽(yáng)性對(duì)照。未來(lái),借助合成生物學(xué),把潘諾尼亞鎖霉的冷活性酶基因?qū)牍I(yè)酵母,有望構(gòu)建“冷鏈-降解”一體化細(xì)胞工廠,為冷鏈物流、低溫環(huán)保和綠色防控提供新工具。小小鎖霉,用一把“冷鑰匙”開啟低溫生物技術(shù)的廣闊天地。它屬于水螺菌屬,是一種革蘭氏陰性菌,泛存在于自然環(huán)境中。青島海神單胞菌
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。長(zhǎng)枝木霉
長(zhǎng)賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus macroides)是2013年從鯉腸道中分離的新成員,因細(xì)胞呈長(zhǎng)桿、鏈狀排列而得名。它能在1/2LB培養(yǎng)基上形成淺褐色、光滑、直徑約1mm的菌落,革蘭氏陽(yáng)性,具周生鞭毛,可產(chǎn)卵圓形芽孢,耐pH6–9、鹽0–6%,更適溫度35–37℃,對(duì)干旱、高溫和膽汁鹽均有良好適應(yīng)力。其“本領(lǐng)”在于三酶合一:吲哚乙酸(IAA)分泌量達(dá)18mg/L,可刺激小麥根長(zhǎng)增加35%;ACC脫氨酶活性降低植物乙烯水平,緩解鹽脅迫;鐵載體與蛋白酶協(xié)同,可抑制番茄青枯、辣椒疫霉等病原菌,抑菌帶寬22–28mm。山東大棚試驗(yàn)顯示,用長(zhǎng)賴氨酸芽孢桿菌菌液灌根,番茄根結(jié)線蟲侵染率下降42%,果實(shí)Vc含量提高12%,產(chǎn)量增8.3%。工業(yè)端,菌株ZJB-17009的酯酶對(duì)N-苯乙酰-DL-氨基酸水解選擇性達(dá)99%,已被用于綠色合成L-氨基酸;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。未來(lái),借助合成生物學(xué),長(zhǎng)賴氨酸芽孢桿菌有望被植入耐鹽、產(chǎn)聚-γ-谷氨酸模塊,成為鹽堿地“一菌多效”的先鋒,讓貧瘠土地也飄出豐收香。長(zhǎng)枝木霉