水藤黃色單胞菌

威氏芽孢桿菌是土壤里低調(diào)的“多面手”。它先以桿狀活菌在根際游弋，一遇干旱、高溫便迅速縮成厚壁芽孢，可耐沸水煮十分鐘、紫外曝曬兩小時，仍能在十年后遇水萌發(fā)。植保學家把它當“殺菌劑”：芽孢復蘇后分泌表面活性素、伊枯草菌素，像微型剪刀刺破病原菌膜，對白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成；同時誘導植物開啟系統(tǒng)抗性，番茄未染病就先“武裝”葉片。溫室試驗顯示，每畝用兩百克菌粉拌基質(zhì)，黃瓜枯萎率降四成，農(nóng)藥少打一半，果實仍青亮。更妙的是，它能分解有機磷長鏈，釋放正磷酸供作物吸收，相當于給土壤配了“微肥”。東北大豆連作田因它緩解“磷饑餓”，畝產(chǎn)增8%。如今，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，運輸不必冷鏈。科學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。小小威氏芽孢桿菌，用微米之軀守護綠色豐收，讓農(nóng)藥瓶少一個，飯碗多一粒。黑曲霉它以碳源、氮源、礦物質(zhì)等為主要營養(yǎng)，尤其對葡萄糖、蔗糖等糖類以及蛋白胨等營養(yǎng)物質(zhì)需求較高。水藤黃色單胞菌

甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌是土壤里的“碳鏈煉金師”。它以甲醇、甲胺等一碳化合物為主食，卻能把這些常被忽視的小分子變成高值產(chǎn)物。菌體在含甲醇的培養(yǎng)基中迅速萌發(fā)，分泌甲醇脫氫酶，將有毒的甲醇先氧化為甲醛，再經(jīng)RuMP循環(huán)固定為果糖-6-磷酸，既獲得能量，又合成自身所需碳骨架。整套反應在pH 7、30℃下效率比較高，甲醇轉(zhuǎn)化率可達理論值的92%，遠高于化學催化。更難得的是，它同時是一株“生物兵工廠”。在利用甲醇的同時，甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌能合成表面活性素、泛革素等脂肽，對黃瓜枯萎、辣椒疫霉、番茄青枯的抑菌帶寬達25-30毫米；其揮發(fā)性的3-甲基-1-丁醇、2-甲基吡嗪可誘導植物系統(tǒng)抗性，使棉花黃萎病指下降40%。田間試驗表明，每畝用200克菌粉滴灌，玉米根際甲醇天然濃度降低60%，植株葉綠素提高1.5個SPAD單位，產(chǎn)量增加8%，且農(nóng)藥使用量減少三成。工業(yè)端，科研團隊把聚-γ-谷氨酸合成酶基因?qū)爰谆鶢I養(yǎng)型芽孢桿菌，使其在消耗甲醇的同時產(chǎn)出高黏度γ-PGA，可作為保水劑、絮凝劑或醫(yī)用敷料；5噸罐分批發(fā)酵，γ-PGA產(chǎn)量達25 g/L，成本比傳統(tǒng)谷氨酸發(fā)酵低20%。此外，其芽孢可耐沸水煮15分鐘、紫外照射兩小時，噴霧干燥存活率超過90%，為大規(guī)模制劑化提供了便利。甜櫻間座殼木糖氧化無色桿菌氧化應激特點：抗氧化有體系，酶類物質(zhì)協(xié)同，基因調(diào)控應激，維持胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)。

煙酸芽孢桿菌（Bacillus niacini）是芽孢桿菌屬里的“維生素工匠”。20 世紀 90 年代由日本科學家在腐殖土中分離，因其能利用煙酸（維生素 B?）為碳氮源生長而得名。菌體桿狀、周生鞭毛，可形成橢圓芽孢，耐堿、耐干燥，更適 pH 8–9、溫度 30–37 ℃，在貧瘠土壤里依然繁殖迅速。首要本領(lǐng)是“分解頑固”。基因組編碼煙酸脫氫酶、6-羥基煙酸加氧酶等關(guān)鍵基因，可把腐殖質(zhì)中的吡啶環(huán)打開，生成甲酸、酸和 NH?，既為自身供能，也為周圍微生物提供“開胃小菜”。在堆肥試驗中，接種 10? CFU/g 使稻草腐殖化度提高 25 %，堆體溫度 48 h 升至 65 ℃，纖維素降解率增加 30 %，堆肥周期縮短 7 天。第二技能是“促生抗逆”。菌株 IAEA 能分泌 IAA 12 mg/L，并溶出有機磷 2.8 mg/L，玉米根系增 28 %，葉綠素提高 1.8 SPAD；同時產(chǎn)生環(huán)脂肽，對番茄青枯、黃瓜枯萎抑菌帶寬達 24 mm，溫室防病效果 58 %，與多菌靈相當。工業(yè)端，煙酸芽孢桿菌是“綠色催化劑”。其煙酸酶可將煙酸一步轉(zhuǎn)化為 6-羥基煙酸，用于合成降壓藥尼群地平，底物轉(zhuǎn)化率 98 %，比化學路線減少三廢 70 %；耐熱淀粉酶在 60 ℃仍保持 85 % 活性，已用于洗滌劑，節(jié)能 20 %。

BM液體培養(yǎng)基，全名Basal Mineral Liquid Medium，是微生物學界公認的“極簡配方”。它只提供生命必需的礦物元素：K?HPO? 1.0 g、KH?PO? 1.0 g、MgSO?·7H?O 0.2 g、CaCl?·2H?O 0.02 g、Fe-EDTA 0.01 g，加蒸餾水至1 L，pH 6.5±0.1，無碳、無氮、無有機微量元素，因此也被稱為“空白畫布”。研究者可根據(jù)目標菌的代謝特點，精確添加單一碳源（如葡萄糖、苯甲酸、甲烷）、氮源（如NH?Cl、NO??或尿素）及特定金屬，實現(xiàn)代謝通路、降解基因或耐受機制的單變量研究。BM的高純度與低背景使其成為環(huán)境微生物分離的優(yōu)先。取河水或土壤浸提液，經(jīng)0.22 μm過濾除菌后，取1 mL加入含BM的50 mL血清瓶，再投加目標污染物（如50 mg L?1多環(huán)芳烴），28℃、150 r/min培養(yǎng)7天，即可富集到以該污染物為碳能源的降解菌群。繼代3次后，稀釋涂布于含BM的固體平板，菌落純化率可達90%以上，極大減少雜菌干擾。此外，BM培養(yǎng)基在合成生物學中亦扮演重要角色。研究者可在BM中添加特定濃度的13C-葡萄糖或1?N-NH?Cl，實現(xiàn)全菌體同位素標記，為蛋白質(zhì)組、代謝流分析提供干凈背景；也可通過缺鐵、缺鋅的BM，研究金屬調(diào)控蛋白的功能。菌毛（Fim）是牙齦卟啉單胞菌的重要致病因子之一，對宿主細胞的黏附發(fā)揮著重要作用。

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。菌體細長、無芽孢、不運動，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18 g/L，同時分泌少量乙酸和乙醇，賦予發(fā)酵液清爽微酸的風味。在工業(yè)應用上，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。動物試驗顯示，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%，并通過上調(diào)緊密連接蛋白Claudin-1，增強空腸屏障功能。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，正成為植物發(fā)酵飲品的下一代關(guān)鍵菌株。這種芽孢桿菌能夠分泌多種酶，如果膠酶、纖維素酶和木質(zhì)素酶等。蘇黎世干燥桿菌

牙齦卟啉單胞菌的脂多糖（LPS）具有廣的生物學活性，被認為是革蘭氏陰性菌的主要毒力因子之一。水藤黃色單胞菌

異常嗜冷芽孢桿菌（Bacillus psychrodurans）是芽孢桿菌家族里的“極地居民”。它可在?2 ℃緩慢生長，更適溫度只15 ℃，比較高不超過30 ℃，卻能在南極凍土、深海沉積物中形成橢圓芽孢，耐?20 ℃冷凍和反復凍融，被視作研究低溫適應的模式菌之一。其“耐寒密碼”有三重：細胞膜富含支鏈和短鏈脂肪酸，保持流動性；冷休克蛋白Csp與RNA伴侶協(xié)同，防止核酸二級結(jié)構(gòu)凍結(jié)；兼產(chǎn)低溫活性酶，在4 ℃仍具80 %活力，為冬季生物過程提供催化可能。在農(nóng)業(yè)上，菌株L-4分泌IAA 18 mg·L?1并溶磷2.3 mg·L?1，4 ℃下仍使冬小麥根長增25 %，返青期提前5天，分蘗數(shù)提高一成，相當于給作物“穿”上生物羽絨服。工業(yè)端，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 ℃，為冬季酒精發(fā)酵省蒸汽、減碳排。環(huán)境修復方面，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)輸油管泄漏提供原位生物修復方案。未來，借助合成生物學，把異常嗜冷芽孢桿菌的“冷酶+冷激”模塊植入生產(chǎn)菌，有望實現(xiàn)“零加熱”生物制造，讓微生物在冰水里也能為人類催化價值反應。小小嗜冷芽孢桿菌，用極端低溫下的生存智慧，把寒冷轉(zhuǎn)化為綠色科技的新動能。水藤黃色單胞菌