鹽敏芽孢桿菌(Bacillus halmapalus)是芽孢桿菌屬中“怕鹽”的稀有成員,卻因此成為科研與教學(xué)的“模式對(duì)照株”。標(biāo)準(zhǔn)菌株 DSM8723 更初由丹麥 Novo Nordisk 分離,更適 NaCl 濃度只 0.5 %,鹽度 >2 % 即明顯受抑,與嗜鹽菌形成鮮明對(duì)比,為研究芽孢桿菌耐鹽機(jī)制提供了理想“負(fù)對(duì)照”。一、形態(tài)與生理菌落乳白色、邊緣光滑,革蘭氏陽(yáng)性大桿菌,具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢;氧化酶陽(yáng)性,好氧,更適溫度 30 ℃、pH 7.0,能分泌 α-淀粉酶,在 DSMMedium 31 培養(yǎng)基中生長(zhǎng)迅速。二、科研價(jià)值由于鹽敏感特征明確,常被用作“鹽脅迫空白”:與耐鹽菌株進(jìn)行平行轉(zhuǎn)錄組、蛋白組比較,可快速鎖定 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、相容溶質(zhì)合成酶等關(guān)鍵耐鹽基因;其 α-淀粉酶在 0–1 % NaCl 時(shí)活力比較高,鹽度升高活性驟降,為研究酶分子鹽適應(yīng)機(jī)制提供“開(kāi)關(guān)型”模型。三、教學(xué)與質(zhì)控國(guó)內(nèi)多所高校將其列為微生物實(shí)驗(yàn)“鹽梯度生長(zhǎng)”標(biāo)準(zhǔn)菌,學(xué)生通過(guò)梯度平板即可直觀觀察鹽濃度對(duì)芽孢桿菌生長(zhǎng)速率、芽孢形成率及酶活性的影響,實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好、安全等級(jí) 1 級(jí),無(wú)需特殊防護(hù)。浸麻類芽孢桿菌為天然纖維加工提供了一種綠色、高效且經(jīng)濟(jì)的方法。中國(guó)漢納酵母乳酸變種
克氏芽孢桿菌(Bacillus kochii)是芽孢桿菌屬的新成員,2006年由德國(guó)科學(xué)家從高溫堆肥中分離,命名致敬現(xiàn)代微生物學(xué)奠基人羅伯特·科赫。菌體桿狀、革蘭氏陽(yáng)性,可形成橢圓芽孢,更適溫度45–55 ℃,pH 6.5–8.5,兼具“嗜熱+解磷+拮抗”三重技能,是土壤微生態(tài)研究的熱點(diǎn)菌種。一、解磷促生菌株TP-6分泌葡萄糖酸、乳酸和磷酸酶,可將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷277 mg·kg?1,盆栽玉米根際有效磷提高42 %,植株干重增加30 %;同時(shí)產(chǎn)IAA 18 mg·L?1,誘導(dǎo)側(cè)根數(shù)量增35 %,吸鉀量提20 %,實(shí)現(xiàn)“氮磷鉀”三要素同步活化。二、生物防治克氏芽孢桿菌產(chǎn)生kochii環(huán)脂肽,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎抑菌帶寬達(dá)26 mm;溫室試驗(yàn)顯示,畝用200 g菌粉滴灌,黃瓜枯萎病指下降45 %,農(nóng)藥用量減少三分之一,果實(shí)Vc含量提高10 %。三、工業(yè)酶潛力其耐熱堿性淀粉酶更適溫度65 ℃、pH 9,在紡織退漿中可省略堿中和步驟,節(jié)能15 %;耐熱蛋白酶在50 ℃、pH 10下對(duì)血漬去污力提升25 %,已列入無(wú)磷洗滌劑助劑。四、環(huán)境修復(fù)與秸稈復(fù)配堆肥,24 h堆溫升至65 ℃,纖維素降解率提高30 %,堆肥周期縮短7 d;菌體還能吸附Cd2?、Pb2?,吸附量分別達(dá)50 mg·g?1與35 mg·g?1,為礦區(qū)復(fù)墾提供低成本方案。中國(guó)漢納酵母乳酸變種這種多功能的特性使其成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要工具,有助于減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

酸快生芽孢桿菌(Bacillus acidiceler)是2014年才被正式命名的芽孢桿菌新成員,卻已在綠色農(nóng)業(yè)中跑出“加速度”。菌株HS3由花生根際分離,耐酸、耐旱、耐溫,pH 5.5仍能快速萌發(fā);其芽孢可抗紫外、耐干燥,貨架期長(zhǎng)達(dá)24個(gè)月,為商品化奠定基礎(chǔ)。HS3的“三板斧”讓土壤瞬間啟動(dòng):①產(chǎn)IAA 45.8 mg/L,誘導(dǎo)玉米、花生根系激增30%以上;②溶有機(jī)磷2.9 mg/L、解鉀19.9 mg/L,把固定態(tài)磷鉀變成養(yǎng)分;③分泌蛋白酶與脂肽,抑制番茄青枯、辣椒疫霉,病指下降四成。田間數(shù)據(jù)顯示,在花生-玉米間作體系下,每畝滴灌200 mL菌液(10^8 CFU/mL),花生側(cè)磷、鉀分別提高24%、53%,秕果率降54%,增產(chǎn)9.9%;玉米側(cè)IAA提升68%,禿頂縮短27%,增產(chǎn)18.6%,相當(dāng)于少施25 kg復(fù)合肥仍多打糧。工業(yè)端,菌株CNBG-PGPR-17 24 h內(nèi)可把無(wú)機(jī)磷溶出277 mg/kg,并產(chǎn)乳酸0.27 kg/L,發(fā)酵液pH直降1單位,既當(dāng)“生物酸化劑”又當(dāng)“液體磷肥”,已用于藍(lán)莓基質(zhì),使可溶性蛋白、花青素分別增加17.7%、10.5%,果實(shí)糖酸比更協(xié)調(diào)。未來(lái),隨著耐酸、耐鹽基因被進(jìn)一步解碼,酸快生芽孢桿菌有望走進(jìn)南方紅壤、北方鹽堿地,乃至礦區(qū)復(fù)墾,用一把“酸”鑰匙打開(kāi)貧瘠土壤的肥力之門,為“減磷增效”提供可持續(xù)的微生物方案。
紡錘形賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus fusiformis)是土壤里的“多面小鋼炮”。菌體直桿、常成鏈排列,革蘭氏陽(yáng)性,周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,耐干燥、耐酸堿,正面黃色、濕潤(rùn)小菌落,易挑取,是實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)模式菌株。一、綠色防控菌株CGMCC No.28950對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)防效突出,盆栽試驗(yàn)蟲(chóng)口密度降70 %;同步產(chǎn)蛋白酶、幾丁質(zhì)酶,破壞蟲(chóng)卵壁,為蔬菜連作障礙提供化學(xué)殺線劑的替代方案。二、促生提質(zhì)該菌溶磷量達(dá)277 mg kg?1,解鉀能力明顯,可分泌IAA,使玉米、番茄根系增30 %,吸磷量提棚試驗(yàn)每畝滴灌200 g菌粉,番茄Vc含量提高12 %,糖酸比更協(xié)調(diào),貨架期延長(zhǎng)5天。三、環(huán)境修復(fù)貴州大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用菌株GZU-Lys01轉(zhuǎn)化煤矸石中難溶磷鉀為植物可吸收養(yǎng)分,制備微生物肥料;還能礦化固定垃圾焚燒底灰和尾礦中的Cd、Pb,吸附量分別達(dá)50 mg g?1與35 mg g?1,為礦區(qū)復(fù)墾提供低成本方案。四、工業(yè)酶潛力該菌產(chǎn)果膠酶活性高,可在25 ℃、pH 8條件下水解果膠,為果汁澄清、麻類脫膠提供低溫酶源;耐堿蛋白酶已在洗滌劑中試用,10 ℃下去污力提升30 %,節(jié)能20 %。功能層面,巴基斯坦賴氨酸芽孢桿菌表現(xiàn)出“促生-抗病-解決”三合一特性。

細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌培養(yǎng)基(L-型細(xì)菌培養(yǎng)基)是一種為支持細(xì)胞壁缺失或缺陷型細(xì)菌(如L-型細(xì)菌)生長(zhǎng)而設(shè)計(jì)的高滲、低毒、富營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)基。這類細(xì)菌因缺乏完整的細(xì)胞壁,不能耐受常規(guī)培養(yǎng)基的滲透壓,因此必須在培養(yǎng)基中加入高濃度的滲透穩(wěn)定劑,如蔗糖(10–15%)、NaCl(2–5%)或甘露醇,以維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性,防止細(xì)胞破裂。L-型細(xì)菌通常由某些抗生物質(zhì)(如青霉素、頭孢類)誘導(dǎo)產(chǎn)生,也可在某些慢性沾染或免疫抑制狀態(tài)下自然出現(xiàn)。由于其生長(zhǎng)緩慢、形態(tài)多變、常規(guī)培養(yǎng)難以檢出,因此需要的培養(yǎng)基進(jìn)行分離與培養(yǎng)。細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌培養(yǎng)基通常以腦心浸液(BHI)或蛋白胨酵母膏為基礎(chǔ),提供豐富的氨基酸、維生素和其他生長(zhǎng)因子,促進(jìn)L-型細(xì)菌的復(fù)蘇與增殖。部分配方還會(huì)加入馬血清或人血清(5–10%),以提供膽固醇和脂質(zhì),進(jìn)一步增強(qiáng)膜的穩(wěn)定性。該培養(yǎng)基可用于臨床標(biāo)本(如尿液、血液、關(guān)節(jié)液)中L-型細(xì)菌的分離,尤其適用于慢性、反復(fù)沾染但常規(guī)培養(yǎng)陰性的病例。接種后通常在35–37℃、5% CO?條件下培養(yǎng)3–7天,L-型細(xì)菌可形成“油煎蛋”樣菌落,即致密、邊緣擴(kuò)散的微小菌落,需用倒置顯微鏡觀察確認(rèn)。這種細(xì)菌的代謝能力多樣,能夠適應(yīng)不同的環(huán)境條件,使其成為研究細(xì)菌適應(yīng)性和進(jìn)化機(jī)制的理想對(duì)象。中國(guó)漢納酵母乳酸變種
有研究報(bào)道霍氏腸桿菌中存在“高毒力-泛耐藥”流行克隆ST133,對(duì)臨床方面構(gòu)成挑戰(zhàn) 。中國(guó)漢納酵母乳酸變種
吉氏芽孢桿菌(Bacillus gibsonii)是芽孢桿菌屬中“耐熱兼耐堿”的新銳成員,2004年由德國(guó)學(xué)者從堆肥超溫區(qū)分離,命名源自菌種保藏家 Gibson 的姓氏。菌株呈桿狀、革蘭氏陽(yáng)性,可形成橢圓芽孢,只適生長(zhǎng)溫度 50–55 ℃,pH 8.5–9.5,能在 10 % Na?CO? 和 1 % 過(guò)氧化氫條件下存活,被視作“堿性酶工廠”的理想候選。一、耐熱耐堿機(jī)制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(nhaA、nhaC)與碳酸酐酶,可將胞內(nèi)多余 Na? 排出并維持 pH 穩(wěn)態(tài);芽孢富含鈣-吡啶二羧酸復(fù)合物,賦予其 100 ℃、30 min 的耐熱能力,為高溫高堿工業(yè)環(huán)境提供穩(wěn)定催化劑。二、工業(yè)酶寶庫(kù)其耐堿普魯蘭酶只適 pH 9、70 ℃,可高效切割 α-1,6 糖苷鍵,用于淀粉糖化“一步法”,節(jié)省中和酸用量 20 %;耐堿木聚糖酶在 pH 10、65 ℃仍保持 85 % 活性,已用于紙漿漂白,減少氯用量 30 %,降低 AOX 排放;堿性蛋白酶則在 40 ℃、pH 11 條件下對(duì)血漬、奶漬去污力提升 35 %,為無(wú)磷洗滌劑增添綠色助劑。三、農(nóng)業(yè)與環(huán)境菌株 TP-1 可產(chǎn) IAA 12 mg·L?1 并溶磷 2.8 mg·L?1,使玉米根系增 25 %,吸磷量提 18 %;與秸稈復(fù)配堆肥,24 h 堆溫升至 65 ℃,纖維素降解率提高 28 %,堆肥周期縮短 6 d,殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。中國(guó)漢納酵母乳酸變種