Bushnell-Haas瓊脂(Bushnell-Haas Agar,簡(jiǎn)稱BH瓊脂)是一種專為檢測(cè)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(jiǎn)而精細(xì):以磷酸鉀緩沖對(duì)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(zhǎng)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(cè)定殘余烴量,可在兩周內(nèi)完成從篩選到定量評(píng)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。隨著對(duì)土地鞘氨醇盒菌研究的不斷深入,其在環(huán)境修復(fù)和生態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用前景將更加廣闊。海膽橙色小單孢菌
深褐芽孢桿菌(Bacillus atrophaeus)是芽孢桿菌屬的“暗色特種兵”。菌落呈棕褐至近黑色、表面光滑有蠟光,革蘭氏陽(yáng)性,桿狀細(xì)胞可形成橢圓芽孢,耐干燥、耐紫外、耐堿,更適30–37 ℃,pH 6–9,廣分布于土壤、海洋沉積物和植物根際。一、生物防治菌株分泌atrophaein脂肽與幾丁質(zhì)酶,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯抑菌帶寬達(dá)26 mm;溫室試驗(yàn)畝施200 g菌粉,黃瓜枯萎病指下降45 %,農(nóng)藥用量減少三分之一。二、促生抗逆深褐芽孢桿菌產(chǎn)IAA 20 mg·L?1,溶磷3.2 mg·L?1,并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇,誘導(dǎo)玉米側(cè)根增30 %,吸鉀量提22 %;干旱脅迫下,小麥葉片相對(duì)含水量提高8 %,產(chǎn)量增10 %。三、工業(yè)酶寶庫(kù)其耐堿蛋白酶在pH 10、50 ℃仍保持85 %活性,已用于無磷洗滌劑,血漬去污力提升30 %;耐熱淀粉酶90 ℃半衰期2 h,為紡織退漿省去中和環(huán)節(jié),節(jié)能15 %。四、抗輻射模型因芽孢含高比例吡啶二羧酸鈣,對(duì)紫外、γ射線具有極強(qiáng)抵抗力,被ESA選為“火星模擬滅菌”指示菌,用于檢測(cè)航天器表面消毒效果。未來,借助合成生物學(xué),把深褐芽孢桿菌的抑菌、產(chǎn)酶、抗輻射模塊植入枯草底盤,可構(gòu)建“一菌多用”細(xì)胞工廠,為綠色農(nóng)業(yè)、清潔洗滌和太空滅菌提供可持續(xù)的微生物鑰匙。海南德克斯酵母土地鞘氨醇盒菌作為一種多功能的微生物,在環(huán)境修復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)中展現(xiàn)出巨大的潛力。

耐鹽魏斯氏菌(Weissella spp.)是一類革蘭氏陽(yáng)性、兼性厭氧的乳酸菌,廣存在于醬油、泡菜、奶酪等高鹽發(fā)酵食品中。該菌屬成員如融合魏斯氏菌(W. confusa)、食竇魏斯氏菌(W. cibaria)和類腸膜魏斯氏菌(W. paramesenteroides)均表現(xiàn)出優(yōu)異的耐鹽性能,能在18% NaCl的高鹽環(huán)境中保持活性,其中W. paramesenteroides的耐鹽性和低溫生長(zhǎng)能力尤為突出,成為醬醪發(fā)酵中的優(yōu)勢(shì)菌種。耐鹽魏斯氏菌不僅能適應(yīng)高滲透壓環(huán)境,還能通過合成胞外多糖(EPS)、有機(jī)酸和細(xì)菌素等代謝產(chǎn)物,賦予發(fā)酵食品獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地。例如,W. confusa的EPS產(chǎn)量可達(dá)3.34 g/L,明顯改善產(chǎn)品的乳化性和口感;W. cibaria在泡菜發(fā)酵前期可迅速提升乳酸和乙酸含量,增強(qiáng)產(chǎn)品醇香風(fēng)味。此外,部分菌株還具備抑菌、抗氧化和降膽固醇等益生特性,對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等病原菌有抑制作用,并能降解甘油三酯和膽固醇,展現(xiàn)出開發(fā)為功能性益生菌的潛力。綜上所述,耐鹽魏斯氏菌憑借其高鹽適應(yīng)性、代謝多樣性和益生功能,在傳統(tǒng)發(fā)酵食品和現(xiàn)代功能性食品開發(fā)中均具有廣闊的應(yīng)用前景。
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,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。浸麻類芽孢桿菌(Bacillus rettgeri)作為一種特殊的微生物,為這一課題提供了極具潛力的解決方案。

擴(kuò)散芽孢桿菌(Bacillus diffusus)是芽孢桿菌屬里的“運(yùn)動(dòng)健將”。菌體桿狀、周生鞭毛,在瓊脂表面可形成迅速擴(kuò)展的薄膜狀菌落,24 h內(nèi)直徑達(dá)80 mm,故得名“diffusus”。其更適生長(zhǎng)溫度30–37 ℃,pH 6–9,耐干燥、耐紫外,芽孢可存活十年以上,為制劑化提供質(zhì)量特性。一、快速定殖菌株DSM 13271分泌大量胞外多糖,降低表面張力,使菌體在沙壤土中遷移速度提高3倍;與枯草芽孢桿菌復(fù)配,可形成“生物被膜”,優(yōu)先占據(jù)根際生態(tài)位,抑制病原菌入侵。二、廣譜抑菌擴(kuò)散芽孢桿菌產(chǎn)生diffusin脂肽,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎等病原菌抑菌帶寬達(dá)28 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。三、促生提質(zhì)菌株IAA產(chǎn)量25 mg·L?1,溶磷2.9 mg·L?1,并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇,誘導(dǎo)玉米側(cè)根增30 %,吸磷量提20 %;新疆鹽堿地示范,冬小麥千粒重增1.5 g,產(chǎn)量提高8 %。四、工業(yè)酶潛力其耐堿蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比較高,已用于洗滌劑,低溫去污力提升25 %;胞外多糖乳化力強(qiáng),可作為鉆井泥漿降濾失劑,耐鹽達(dá)12 %。對(duì)白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成;同時(shí)誘導(dǎo)植物開啟系統(tǒng)抗性,番茄未染病就先“武裝”葉片。海南德克斯酵母
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。海膽橙色小單孢菌
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,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。海膽橙色小單孢菌