蘇云金桿菌(Bacillus thuringiensis,簡(jiǎn)稱(chēng)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 。科學(xué)家把Cry基因?qū)朊藁?、水稻,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(lèi)守住綠色豐收與清潔水源 。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。百色腐霉
枯草芽孢桿菌斯氏亞種(Bacillus subtilis subsp. spizizenii)是“枯草家族”里的輕騎兵,菌體纖細(xì),卻藏著一套“攻防兼?zhèn)洹钡奈⑸?toolkit。1930 年代被 Spizizen 從沙漠塵土中分離,因而得名。它更擅在 35–45 ℃、低濕度的熱旱邊際快速萌發(fā),芽孢外壁含特殊吡啶二羧酸鈣層,可耐 90 ℃熱水 20 min、紫外 5000 μW·s/cm2 仍存活,為制劑長(zhǎng)途運(yùn)輸省下冷鏈成本。復(fù)蘇后,斯氏亞種先分泌高活性 surfactin、fengycin 與 bacillomycin D,三脂肽協(xié)同擊穿病原菌膜,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯的抑菌帶寬達(dá) 28–32 mm;同時(shí)釋放揮發(fā)性 2,3-丁二醇,啟動(dòng)植物 ISR 信號(hào),使葉片過(guò)氧化物酶活性提高 1.8 倍,達(dá)到“未病先防”。田間試驗(yàn)中,每畝用 100 g 斯氏亞種可濕粉拌種,玉米出苗率提升 12%,后期紋枯病指降 46%,產(chǎn)量增 8.3%;若與滴灌同施,可使連作草莓根際尖孢鐮刀菌數(shù)量下降 70%,果實(shí)可溶性糖提高 1.2 度,貨架期延長(zhǎng) 3 天。更妙的是,它能合成耐堿 α-淀粉酶與β-葡聚糖酶,在 pH 9.5、溫度 50 ℃ 條件下仍保持 80% 酶活,用于青貯飼料可提前 2 天完成乳酸發(fā)酵,降低干物質(zhì)損耗 3%。目前,工廠采用糖蜜—豆粕深部好氧發(fā)酵,48 h 芽孢量可達(dá) 5×101? CFU/mL,噴霧干燥后存活率 > 95%,制成黑衣粉劑,保質(zhì)期 24 個(gè)月。海洋海源菌科學(xué)家正給它植入耐旱、耐鹽基因,讓它在西北旱地也能結(jié)瘤。

MB培養(yǎng)基基礎(chǔ)(Marine Broth Base)是一種專(zhuān)為海洋細(xì)菌設(shè)計(jì)的富營(yíng)養(yǎng)液體培養(yǎng)基,由蛋白胨、酵母粉及多種無(wú)機(jī)鹽組成,pH 7.2–7.6,滲透壓與海水相當(dāng)。配方中氯化鈉濃度約2–3%,并補(bǔ)充鎂、鉀、鈣等海水中主要離子,可瞬時(shí)啟動(dòng)依賴(lài)高鹽環(huán)境的嗜鹽菌與耐鹽菌,縮短延滯期。實(shí)驗(yàn)室常規(guī)做法是將培養(yǎng)基干粉溶解于蒸餾水后,補(bǔ)加陳海水或人工海鹽,即可恢復(fù)接近自然海水的離子譜,使挑剔的海洋放線菌、弧菌、假單胞菌等迅速進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng),用于后續(xù)分離、保藏或活性物質(zhì)篩選。由于海洋微生物常產(chǎn)色素、抗生物質(zhì)及胞外多糖,MB培養(yǎng)基的高營(yíng)養(yǎng)特性可充分展現(xiàn)這些次級(jí)代謝潛能:弧菌在28℃、180 r/min振蕩培養(yǎng)12小時(shí),菌濃即可達(dá)10? CFU/mL,菌液呈乳白或淡粉;某些Planococcus則分泌墨藍(lán)色素,使整瓶培養(yǎng)液變?yōu)榈逅{(lán),成為天然色素研究的理想起點(diǎn)。若需固體培養(yǎng),只需補(bǔ)加1.5%瓊脂,即成MBA平板,可在表面涂布沉積物懸液,28℃培養(yǎng)2–3天,挑取形態(tài)各異的單菌落進(jìn)行16S rDNA鑒定,流程簡(jiǎn)潔高效。在質(zhì)量控制方面,MB培養(yǎng)基需用人工海水或陳海水配制,切忌直接使用自來(lái)水,以免鈣鎂離子不足或氯殘留抑制菌體;滅菌后若出現(xiàn)沉淀,多為鎂鹽析出,可50℃水浴復(fù)溶,不影響使用。
巴基斯坦賴(lài)氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus pakistanensis)是2009年從巴基斯坦干旱區(qū)大豆根際分離的新種,因肽聚糖含meso-二氨基庚二酸而非賴(lài)氨酸,在屬內(nèi)獨(dú)樹(shù)一幟。菌體革蘭氏陽(yáng)性、具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,能在10–28℃、pH6.5–9.0及0–6%NaCl范圍內(nèi)生長(zhǎng),并耐受150mM硼酸,被視為“中度耐硼”的旱地先鋒。在抗逆機(jī)制上,該菌細(xì)胞膜以二磷脂酰甘油、磷酸乙醇胺為主,脂肪酸iso-C18:0占30%,賦予其高膜穩(wěn)定性;基因組G+C含量37%,攜帶多重外排泵與滲透調(diào)節(jié)基因,可在干旱、鹽堿環(huán)境中維持胞內(nèi)水平衡。功能層面,巴基斯坦賴(lài)氨酸芽孢桿菌表現(xiàn)出“促生-抗病-解”三合一特性。實(shí)驗(yàn)室條件下,其IAA產(chǎn)量達(dá)118mg/L,明顯高于同屬菌株,可刺激小麥根長(zhǎng)增加35%,干重提高28%;菌液處理后,花生根結(jié)線蟲(chóng)侵染率下降42%,對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)卵孵化抑制率超60%,為線蟲(chóng)綠色防控提供新選擇。此外,該菌對(duì)革蘭氏陰性植物病原菌具有明顯抑菌圈,代謝產(chǎn)物中的酶抑制劑可干擾細(xì)菌雙功能酶系統(tǒng),相關(guān)菌機(jī)制仍在持續(xù)解析。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。

在微生物的世界里,枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)是一種極為重要的細(xì)菌。它泛存在于土壤、水體、空氣以及植物根際等多種自然環(huán)境中,因其強(qiáng)大的適應(yīng)能力和多樣的生物學(xué)特性,被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥以及環(huán)境保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域,堪稱(chēng)大自然的“守護(hù)者”??莶菅挎邨U菌更明顯的特性之一是其能夠形成芽孢。芽孢是一種高度耐逆的結(jié)構(gòu),能夠在極端環(huán)境條件下(如高溫、干燥、紫外線輻射等)保持細(xì)菌的活性,使其能夠在不利的環(huán)境中存活并等待適宜的條件重新復(fù)蘇。這種特性使得枯草芽孢桿菌在自然環(huán)境中具有極強(qiáng)的生存能力,也為其在工業(yè)和農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用提供了便利。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,枯草芽孢桿菌是一種理想的生物肥料和生物防治劑。它能夠分泌多種植物生長(zhǎng),如吲哚乙酸、赤霉素等,這些可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。此外,枯草芽孢桿菌還具有強(qiáng)大的抗生物質(zhì)能力。它能夠產(chǎn)生多種抗生物質(zhì)物質(zhì),如枯草菌素、多粘菌素等,這些物質(zhì)可以有效抑制植物病原菌的生長(zhǎng),從而減少病害的發(fā)生。例如,在蔬菜種植中,枯草芽孢桿菌可以有效防治霜霉病、枯萎病等多種病害,減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。在工業(yè)領(lǐng)域,枯草芽孢桿菌同樣發(fā)揮著重要作用。其揮發(fā)性的3-甲基-1-丁醇、2-甲基吡嗪可誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性,使棉花黃萎病指下降40%。生暗灰鏈霉菌
菌株2-2a對(duì)大豆炭疽、黑斑、灰斑等葉部病害及根腐、立枯等土傳病害兼具防效,且定殖速度快。百色腐霉
侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠,直徑不過(guò)微米,卻能把天空搬上餐桌。當(dāng)春雨浸潤(rùn),休眠的它隨水流游向豆科稚嫩的根毛,像機(jī)敏的牧羊犬識(shí)別前列聲啼哭。雙方以化學(xué)密語(yǔ)互通:根分泌類(lèi)黃酮,菌回贈(zèng)Nod因子,根毛收到暗號(hào)立刻蜷曲內(nèi)陷,把菌請(qǐng)進(jìn)“客廳”,并發(fā)出指令讓皮層細(xì)胞分裂,幾天便鼓出粉白瘤狀“育嬰室”。瘤內(nèi)氧氣被植物合成的血紅蛋白調(diào)到恰好,菌體也變形為膨大“類(lèi)菌體”,固氮酶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn),把空氣中占七成卻極穩(wěn)定的N?裂成NH?,再經(jīng)谷氨酰胺合成酶轉(zhuǎn)化為氨基酸,沿維管束晝夜輸送給宿主,自己只留一口碳糖作為“房租”。溫室示蹤顯示,一畝接種的春豌豆可少施18公斤尿素,籽粒蛋白卻增3.6%,相當(dāng)于多收兩袋奶粉;收獲后根瘤脫落,礦化釋氮,后茬玉米吸氮量提15%,土壤硝態(tài)淋失降四成,地下水不再喊“又咸又綠”。在西南山區(qū),農(nóng)民把菌劑與草木灰拌種,坡地扁豆畝產(chǎn)翻半,省錢(qián)買(mǎi)化肥,村里小學(xué)因此添了圖書(shū)角。更妙的是,菌渣富含多糖,能把沙粒粘成團(tuán)粒,三年后板結(jié)田的孔隙度增加一成,蚯蚓回歸,雨后不再硬如磚。如今生物公司把菌液封裝成鋁箔袋,春耕拌種即可,比化肥便宜三成,比糞肥干凈百倍。百色腐霉