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(xué)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”?;蚪M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(dāng)。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(xué)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 %。格雷厄姆氏根瘤菌是豆科家族里更“挑剔”的房客,卻只認花生這一位房東。香港橫梗霉
包姜氏液體培養(yǎng)基基礎(chǔ)(BGA Broth Base)是為培養(yǎng)姜苗根莖共生促生菌而設(shè)計的富氮液體培養(yǎng)基,由包頭師范學(xué)院與姜科作物團隊共同優(yōu)化,故得“包姜”之名。其配方以酪蛋白胨與大豆木瓜酶消化物提供與緩釋氨基酸,酵母粉補充B族維生素和微量元素,可溶性淀粉作碳源,既避免葡萄糖過量產(chǎn)酸,又模擬根莖分泌物成分;特別添加0.3% K?HPO?與0.2% MgSO?,緩沖能力強,可中和菌體代謝酸,維持pH 6.8–7.0,滿足假單胞菌、芽孢桿菌及稀有放線菌的同步增殖。實際應(yīng)用中,1 L培養(yǎng)基接種5 mL姜塊研磨液,28℃、160 r/min振蕩培養(yǎng)24 h,菌濃即可達2×10? CFU/mL,菌液呈淡棕、微粘,帶新鮮生姜清香;繼續(xù)補糖發(fā)酵可產(chǎn)胞外多糖1.2 g/L,對番茄、辣椒具明顯促根活性。若需固體分離,補加1.2%瓊脂即得BGA平板,可直觀觀察菌落形態(tài):有效菌株多呈乳白、邊緣波狀,48 h后在365 nm紫外下可見藍綠色熒光,與16S rDNA序列聯(lián)用,可在72 h內(nèi)完成“功能—種屬”雙重鑒定。質(zhì)量控制上,BGA培養(yǎng)基需用去離子水配制,高壓滅菌后若出現(xiàn)輕微沉淀,為鎂—磷復(fù)合物,50℃水浴搖勻即可;儲存過程若液體變黃,提示淀粉水解過度,應(yīng)廢棄。鹽類諾卡氏菌產(chǎn)氣腸桿菌發(fā)酵葡萄糖,不發(fā)酵乳糖,TSI(三糖鐵瓊脂)為K/A型,動力陽性,H2S試驗強陽性,脲酶試驗陰性。

高島氏膠珊瑚菌(Holtermanniella takashimae)是近年來備受關(guān)注的珍稀膠質(zhì)菌,隸屬于銀耳目,因日本學(xué)者高島首先分離而得名。它通體晶瑩剔透,狀若海底珊瑚,色澤由純白到淡黃,質(zhì)地柔軟富有彈性,曬干后收縮成輕薄菌片,復(fù)水即恢復(fù)原有形態(tài)。該菌多生長在海拔500至1500米、濕潤涼爽的常綠闊葉林中,常與殼斗科植物形成淺層菌根,對酸性土壤和空氣潔凈度要求極高,故又被視為森林健康的指示物種。成分分析顯示,高島氏膠珊瑚菌的粗蛋白含量可達干重的55%,氨基酸組成均衡,富含賴氨酸、蘇氨酸等人體必需氨基酸;其特有的大分子β-葡聚糖與酸性雜多糖具有明顯的免疫啟動與抗氧化活性,能明顯提升實驗動物巨噬細胞的吞噬能力,對自由基DPPH的率高于常見銀耳20%以上。此外,菌體中鈣、鐵、鋅等微量元素及維生素B1、B2、D前體含量亦居食用菌前列,為開發(fā)天然營養(yǎng)補充劑提供了質(zhì)量原料。在傳統(tǒng)食用方式上,高島氏膠珊瑚菌以清燉、冰糖羹、菌菇火鍋更為常見。其膠質(zhì)豐厚,久煮不爛,口感滑潤,可吸附湯汁精華,入口帶淡淡堅果香?,F(xiàn)代食品科技則將其超微粉添加到面包、酸奶或植物飲料中,既提升膳食纖維含量,又賦予產(chǎn)品獨特爽滑口感。
擬近緣鞘孢菌(Chalara pseudoaffinis)是子囊菌門、盤菌亞綱、囊菌目下的絲狀菌,更早在中國內(nèi)蒙古阿爾山杜鵑湖湖水中被分離得到 。菌落灰白色,基質(zhì)菌絲發(fā)達,可形成瓶梗式分生孢子器,產(chǎn)橢圓形分生孢子,需氧、耐低溫,4 ℃仍可緩慢生長,適合作為冷鏈環(huán)境研究模型 。生態(tài)功能方面,該菌能分泌一系列細胞壁降解酶,可分解落葉與植物殘體中的纖維素和半纖維素,促進有機質(zhì)礦化,為水體微生物提供碳源 。初步試驗表明,其培養(yǎng)濾液對灰霉、菌核等植物病原菌具有拮抗活性,抑菌圈直徑15–20 mm,同時可產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶,破壞線蟲卵殼,盆栽試驗使番茄根結(jié)線蟲侵染率下降40 %,顯示出開發(fā)低溫生防制劑的潛力 。工業(yè)應(yīng)用上,擬近緣鞘孢菌的低溫酶系活性突出,10 ℃條件下纖維素酶和β-葡萄糖苷酶仍保持70 %以上活力,可用于冷鏈廢棄物降解、低溫洗滌或紙漿漂白,節(jié)能20 %并減少高溫處理成本 。此外,其耐冷特性使其成為教學(xué)與科研中常用的“冷鏈模式菌”,高校常利用其進行低溫生長、酶學(xué)及系統(tǒng)發(fā)育實驗,安全等級為四類,操作簡便 ?;蚪MG+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。

膠凍樣類芽孢桿菌(Paenibacillus mucilaginosus)是土壤里會“熬膠”的硅酸鹽細菌。菌落圓潤、表面像果凍,能把礦物中的鉀、磷、硅一股腦解離出來,被農(nóng)民親切地稱作“天然第二鉀肥廠”。一、解礦機制它分泌多糖和有機酸,在鉀長石表面形成生物膜,質(zhì)子交換+絡(luò)合雙管齊下,把難溶的礦物鉀轉(zhuǎn)化為可溶性鉀,盆栽試驗顯示,土壤鉀含量可提高25%,相當(dāng)于每畝白撿3公斤K?O。二、促生抗逆產(chǎn)IAA、 gibberellin,刺激玉米、土豆側(cè)根激增30%;生成的胞外多糖保水又固粒,使沙壤土含水率提升8%,幫助作物度過春旱。三、田間成績山東大蔥示范區(qū),畝施200g(10? CFU/g)菌粉,蔥白粗度增加0.3 cm,產(chǎn)量提高12%,化肥鉀用量降20%;寧夏葡萄溝灌后,糖酸比更協(xié)調(diào),果粉增厚,貨架期延長5天。四、工業(yè)發(fā)酵以糖蜜-玉米漿為培養(yǎng)基,28℃、200 r/min發(fā)酵36 h,芽孢數(shù)可達5×10? CFU/mL,噴霧干燥存活率>90%,與腐熟雞糞造粒,制成“生物硅鉀肥”,存放18個月活菌仍大于2億/克。五、未來方向科學(xué)家正把耐鹽堿、耐重金屬基因簇導(dǎo)入該菌,構(gòu)建“解鉀-降鹽-鈍化鎘”三合一工程菌,讓鹽堿灘、礦區(qū)復(fù)墾地也能長出高產(chǎn)莊稼。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。海列文氏菌
強壯類芽孢桿菌作為一種益生菌,能夠調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,增強腸道屏障功能。香港橫梗霉
綠色綠芽菌(Blastochloris viridis)是一株綠色、能出芽的光合細菌,隸屬α-變形菌綱芽生綠菌屬。菌體圓形至卵圓,具極生鞭毛,可活躍游動;革蘭氏陰性,無芽孢,不形成芽孢鏈,通過不對稱出芽繁殖,是光合菌中少見的“芽殖型”。它的培養(yǎng)物呈橄欖綠至翠綠,源于細菌葉綠素b與類胡蘿卜素的組合,吸收波段集中在700-900 nm近紅外區(qū),可在弱光或近紅外環(huán)境中進行不產(chǎn)氧光合,為光能異養(yǎng)生長提供優(yōu)勢。更適生長溫度30℃,pH 6.8-7.5,鹽度0-6%,兼性微好氧,黑暗條件下也能緩慢呼吸增殖,適應(yīng)淡水到河口多種生境。綠色綠芽菌的光合內(nèi)膜為囊泡狀,含Q-8、Q-10、MK-7、MK-9等醌類,G+C mol% 66-71,系統(tǒng)發(fā)育與紅游動菌屬更接近。其反應(yīng)中心結(jié)構(gòu)與電子傳遞鏈已被解析,是研究光能轉(zhuǎn)化和人工光合器件的模型生物。應(yīng)用方面,菌株ATCC 19567常用于教學(xué)與科研;因其能利用低級脂肪酸和多種有機酸,也被探索用于高濃度有機廢水處理,可在光照厭氧反應(yīng)器中同步去除COD并回收單細胞蛋白,為“光合-凈水-資源”一體化提供新思路。隨著合成生物學(xué)發(fā)展,綠色綠芽菌的細菌葉綠素b合成基因簇已被克隆,為構(gòu)建近紅外驅(qū)動細胞工廠奠定了遺傳基礎(chǔ)。香港橫梗霉