高地芽孢桿菌(Geobacillus pallidus),屬于芽孢桿菌科,是一種革蘭氏陽性的耐熱細(xì)菌。它能在高溫等極端環(huán)境下生存,展現(xiàn)出良好的適應(yīng)能力,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、環(huán)境科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域。微生物特性高地芽孢桿菌是一種桿狀細(xì)菌,具有形成耐高溫芽孢的能力,這使其能夠在極端環(huán)境中長期存活。其更適生長溫度為50-60℃,但也能在更高的溫度下存活,表現(xiàn)出明顯的嗜熱性。此外,它還能在高鹽度和高pH值的環(huán)境中生長,這進(jìn)一步增強(qiáng)了它在多種環(huán)境中的適應(yīng)性。工業(yè)應(yīng)用高地芽孢桿菌在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值,尤其是在生物發(fā)酵和酶制劑生產(chǎn)方面。它能夠產(chǎn)生多種耐熱酶,如淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶,這些酶在食品加工、洗滌劑和紡織品處理中應(yīng)用廣。例如,其產(chǎn)生的耐熱淀粉酶用于食品烘焙和淀粉液化過程;蛋白酶則用于洗滌劑中分解蛋白質(zhì)污漬,提高清潔效果。環(huán)境科學(xué)在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域,高地芽孢桿菌展現(xiàn)出巨大潛力。它能夠降解多種有機(jī)污染物,如石油烴和農(nóng)藥殘留,有助于改善土壤和水體質(zhì)量。此外,它還能在高溫和高鹽環(huán)境中分解復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì),如木質(zhì)纖維素,這使其在生物能源生產(chǎn)中具有潛在應(yīng)用價(jià)值。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 。中間葡萄球菌
艾丁湖鹽漬芽孢桿菌(Salinibacillus aidingensis)是一種耐鹽的芽孢桿菌,屬于厚壁菌門芽孢桿菌科。這種微生物因其獨(dú)特的耐鹽特性和生態(tài)適應(yīng)性而受到關(guān)注,具有重要的科研和應(yīng)用價(jià)值。生態(tài)特征艾丁湖鹽漬芽孢桿菌原產(chǎn)于中國,是一種模式菌株,具有厚壁菌門芽孢桿菌科細(xì)菌的特征。這種細(xì)菌能夠在高鹽環(huán)境中生存,展現(xiàn)出良好的耐鹽能力。其生長溫度范圍為20-45℃,更適生長溫度為37℃,耐受1-15%(w/v)的NaCl,更適NaCl濃度為5%。這種耐鹽特性使其能夠在鹽湖、鹽田等高鹽環(huán)境中生存,參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。代謝特性艾丁湖鹽漬芽孢桿菌具有多樣的代謝途徑,能夠利用多種碳源和氮源進(jìn)行生長和繁殖。它能夠利用D-海藻糖、甘露醇、木糖醇等作為碳源和能源,同時(shí)也能利用黃嘌呤、L-苯丙氨酸等作為氮源。這種細(xì)菌的代謝多樣性使其能夠在復(fù)雜的環(huán)境中生存,展現(xiàn)出強(qiáng)大的生態(tài)適應(yīng)性。應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)境修復(fù)艾丁湖鹽漬芽孢桿菌的耐鹽特性和代謝多樣性使其在環(huán)境修復(fù)中具有重要應(yīng)用價(jià)值。它能夠降解多種有機(jī)污染物,如石油烴和多環(huán)芳烴(PAHs),這使其在處理受污染的土壤和水體方面具有重要應(yīng)用潛力。mcr1耐多粘菌素大腸桿菌解硫胺素類芽孢桿菌還具有生物轉(zhuǎn)化能力,能夠?qū)⒁恍?fù)雜的有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為更有價(jià)值的產(chǎn)物。

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,更適生長溫度只15 ℃,比較高不超過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,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)。
Bushnell-Haas瓊脂(Bushnell-Haas Agar,簡稱BH瓊脂)是一種專為檢測環(huán)境微生物降解烴類能力而設(shè)計(jì)的合成培養(yǎng)基。其配方精簡而精細(xì):以磷酸鉀緩沖對維持pH 7.0±0.2,硫酸銨提供氮源,氯化鈉、硫酸鎂與微量金屬鹽構(gòu)成基本離子環(huán)境,卻不含任何有機(jī)碳源。正這份“刻意為之的貧瘠”,使BH瓊脂成為篩選“吃油微生物”的黃金標(biāo)準(zhǔn)——只有當(dāng)培養(yǎng)皿中額外滴加柴油、石蠟或多環(huán)芳烴時(shí),能利用這些烴類作為碳與能源的細(xì)菌、酵母乃至菌才會(huì)長出可見菌落,降解能力越強(qiáng),菌落周圍出現(xiàn)透明暈圈的速度越快、直徑越大。自1940年代問世以來,BH瓊脂被廣用于石油污染土壤、海洋表面膜及工業(yè)廢水的微生物資源普查。研究人員只需將樣品勻漿涂布于表面覆有薄層原油的BH平板,28℃培養(yǎng)3–7天,即可依據(jù)菌落形態(tài)與暈圈初步分離高效降解株;再結(jié)合GC-MS測定殘余烴量,可在兩周內(nèi)完成從篩選到定量評價(jià)的完整流程。近年來,隨著極端環(huán)境研究升溫,BH配方被靈活調(diào)整:添加3% NaCl可分離耐海鹽烴降解菌;降低pH至4.5、補(bǔ)充Cu2?則用于勘查酸性礦山廢水中的耐重金屬菌。菌株20Q9B-2-14對馬鈴薯軟腐病菌抑制明顯,為生防制劑添新選項(xiàng)。

檸檬色明串珠菌(Leuconostoc citreum)是明串珠菌屬的一種革蘭氏陽性、兼性厭氧的球形乳酸菌,廣存在于泡菜、奶酪、黑麥蜜露等天然發(fā)酵環(huán)境中。該菌在MRS培養(yǎng)基上形成白色、濕潤、圓形小菌落,細(xì)胞呈卵圓形或球形,常以珠狀連接排列,不產(chǎn)芽孢,無運(yùn)動(dòng)性。檸檬色明串珠菌具有較強(qiáng)的糖類發(fā)酵能力,可利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖等產(chǎn)酸產(chǎn)氣,發(fā)酵過程中生成乳酸、乙酸及雙乙酰等風(fēng)味物質(zhì),是泡菜和奶酪發(fā)酵中的重要功能菌之一。其代謝產(chǎn)物不僅能降低環(huán)境pH值,抑制有害菌生長,還能賦予發(fā)酵食品特有的香氣和口感,常用于泡菜釀造和干酪輔發(fā)酵劑的開發(fā)。此外,檸檬色明串珠菌對萬古霉素天然耐藥,但在免疫正常人群中致病性較低,主要沾染低下者,偶可引起呼吸道沾染等機(jī)會(huì)性沾染,臨床報(bào)道較少,上需根據(jù)藥敏結(jié)果選用氨基糖苷類或四環(huán)素類藥物。綜上所述,檸檬色明串珠菌作為一種具有工業(yè)應(yīng)用潛力的乳酸菌,在食品發(fā)酵領(lǐng)域展現(xiàn)出良好前景,但在應(yīng)用過程中仍需關(guān)注其耐藥性和安全性評估。竹刀魚希瓦氏菌具有還原三價(jià)鐵、液化明膠、Tween 40和Tween 80的能力,并且能夠產(chǎn)生H2S。mcr1耐多粘菌素大腸桿菌
除了在環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用,土地鞘氨醇盒菌在生態(tài)系統(tǒng)中也扮演著重要角色。中間葡萄球菌
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%。中間葡萄球菌