煙酸芽孢桿菌(Bacillus niacini)是芽孢桿菌屬里的“維生素工匠”。20 世紀(jì) 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(yàn)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(jī)磷 2.8 mg/L,玉米根系增 28 %,葉綠素提高 1.8 SPAD;同時(shí)產(chǎn)生環(huán)脂肽,對番茄青枯、黃瓜枯萎抑菌帶寬達(dá) 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 %。青銅小單胞菌通常分布在土壤或湖底泥土中,堆肥和廄肥中也不少,約有30多種,是產(chǎn)生抗生物質(zhì)較多的一個(gè)屬 。海德爾堡沙門氏菌
改良磁螺菌生長培養(yǎng)基(Modified Magnetospirillum Growth Medium, mMGM)是在經(jīng)典MSGM配方基礎(chǔ)上,通過碳源、鐵源與還原系統(tǒng)的精細(xì)微調(diào),實(shí)現(xiàn) Magnetospirillum 屬菌株高密度生長與磁小體高產(chǎn)的“兩步法”培養(yǎng)基。其設(shè)計(jì)思路遵循“先增殖、后成磁”:預(yù)培養(yǎng)階段采用低鐵(2 μM Fe3?)的琥珀酸鈉-乳酸鹽雙碳源體系,緩沖鹽濃度降至 5 mM K?HPO?,并加入 0.5 g L?1 抗壞血酸維持 Eh +50 mV,既滿足菌體快速分裂,又避免鐵過載抑制;待 OD??? 達(dá) 0.2 時(shí),通過一次性脈沖補(bǔ)加 100 μM 酸化 FeCl? 及 0.2 g L?1 硫代乙醇酸鈉,瞬間制造微氧-還原界面,觸發(fā)磁小體合成通路,磁響應(yīng)系數(shù)(Cmag)可在 12 h 內(nèi)由 0.2 升至 1.0,磁小體產(chǎn)量提高 4 倍,達(dá) 45 mg L?1,而細(xì)胞干重仍保持 2.1 g L?1,實(shí)現(xiàn)“量質(zhì)齊升”。配方細(xì)節(jié)兼顧磁鐵礦晶型完美度:鈣離子控制在 0.5 mM,既穩(wěn)定細(xì)胞膜,又避免碳酸鈣共沉淀包裹磁小體;鈷摻雜實(shí)驗(yàn)表明,在改良培養(yǎng)基中添加 1 μM Co2? 可在晶體中引入 1.2 at.% 的 Co,矯頑力由 12 mT 提升至 22 mT,為后續(xù)制備硬磁納米材料提供生物源頭。適宜劍菌強(qiáng)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(qiáng)腸道屏障功能。

假堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌(Bacillus pseudofirmus)是芽孢桿菌屬中“外柔內(nèi)剛”的。菌落潔白、邊緣整齊,桿狀細(xì)胞可形成橢圓芽孢,且具周身鞭毛,能運(yùn)動;它耐堿、耐鹽、耐干燥,可在pH 9–11、8 % NaCl的極端環(huán)境中旺盛生長,故得名“假堅(jiān)強(qiáng)”。首要本領(lǐng)是“生物降堿”。菌株OF4從肯尼亞鹽堿湖分離,基因組攜帶多拷貝Na?/H?逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因,可在高鹽高堿條件下維持胞內(nèi)pH 7.5,同時(shí)分泌蘋果酸、乳酸等有機(jī)酸,2 d內(nèi)將周圍pH由10降至8,為后定植作物營造“微酸綠洲”。盆栽試驗(yàn)中,用10? CFU/g菌液拌土,堿蓬根際交換性鈉下降35 %,燕麥出苗率提高50 %,產(chǎn)量增加18 %。第二板斧是“防病促生”。菌株BRCB16可產(chǎn)生環(huán)脂肽與幾丁質(zhì)酶,抑制番茄立枯、棉花黃萎等病原菌,抑菌帶寬達(dá)25 mm;同時(shí)分泌IAA 15 mg/L,誘導(dǎo)玉米側(cè)根增加30 %,吸磷量提升20 %。新疆鹽堿棉田每畝滴灌200 g菌粉,黃萎病指降低42 %,皮棉增產(chǎn)8.6 %。工業(yè)端,假堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌是“堿性酶工廠”。其耐堿木聚糖酶更適pH 10,90 ℃半衰期2 h,用于紙漿漂白可減少氯用量30 %;耐堿蛋白酶已列入洗滌劑助劑,低溫下仍能有效分解血漬、奶漬,節(jié)能20 %。
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(dá),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(xì)胞壁降解酶,可分解落葉與植物殘?bào)w中的纖維素和半纖維素,促進(jìn)有機(jī)質(zhì)礦化,為水體微生物提供碳源 。初步試驗(yàn)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(shí)可產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶,破壞線蟲卵殼,盆栽試驗(yàn)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(jìn)行低溫生長、酶學(xué)及系統(tǒng)發(fā)育實(shí)驗(yàn),安全等級為四類,操作簡便 。鼠傷寒沙門菌經(jīng)胃入腸,在腸道內(nèi)增殖,粘附于腸黏膜上皮細(xì)胞,進(jìn)而侵入固有層,釋放有毒物質(zhì),導(dǎo)致其充血。

耐鹽魏斯氏菌(Weissella spp.)是一類革蘭氏陽性、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能力尤為突出,成為醬醪發(fā)酵中的優(yōu)勢菌種。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??茖W(xué)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。岸喜鹽芽孢桿菌
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。海德爾堡沙門氏菌
環(huán)狀芽孢桿菌(Bacillus circulans)是芽孢桿菌屬的“多面手”,因菌落邊緣呈規(guī)則的環(huán)狀擴(kuò)散而得名。菌體短桿、革蘭氏陽性,具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,更適溫度30–37 ℃,pH 6–9,廣分布于土壤、淡水與海洋沉積物中。一、細(xì)胞壁“”該菌能產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶、β-1,3-葡聚糖酶和纖維素酶,可分解菌細(xì)胞壁、植物殘?bào)w和甲殼類廢料,為碳循環(huán)打開“綠色通道”。實(shí)驗(yàn)室條件下,其幾丁質(zhì)酶粗酶液4 h內(nèi)可降解蟹殼粉60 %,為甲殼素提取提供環(huán)保方案。二、生物防治與促生菌株BC-01分泌circulin A/B環(huán)肽,對立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達(dá)25 mm;同時(shí)產(chǎn)IAA 20 mg·L?1,使玉米根長增30 %,吸磷量提22 %。大棚試驗(yàn)每畝滴灌200 g菌粉,黃瓜枯萎病指下降40 %,產(chǎn)量增12 %。三、工業(yè)酶寶庫環(huán)狀芽孢桿菌的堿性蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比較高,已用于無磷洗滌劑,血漬去污力提升30 %;耐熱β-淀粉酶可將淀粉轉(zhuǎn)化為麥芽糖,糖漿得率提高15 %,為食品與發(fā)酵工業(yè)提供綠色催化劑。四、醫(yī)藥與環(huán)保該菌能合成胞外多糖,具有良好的乳化和增稠性能,已用于面包保鮮,貨架期延長3天。海德爾堡沙門氏菌