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”?;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。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 %。竹刀魚希瓦氏菌具有還原三價鐵、液化明膠、Tween 40和Tween 80的能力,并且能夠產(chǎn)生H2S。大西洋弧菌
特基拉芽孢桿菌(Bacillus tequilensis)是芽孢桿菌屬中一顆快速升起的新星。更早在墨西哥酒窖的橡木桶中被發(fā)現(xiàn),它可在60℃、8%乙醇或含砷10g/L的廢水中保持活性,芽孢能休眠十年不死,被視作“極端環(huán)境基因庫”。其抗逆機制由“吸附-代謝-固定”三級網(wǎng)絡(luò)組成:ArsR-arsB-arsC操縱子把As3?氧化為低毒As??并泵出胞外;組氨酸富集蛋白Teq可吸附Au3?、Cd2?,吸附量達50mg/g,使湖南砷污染稻田兩年可溶砷下降45%,稻米增產(chǎn)15%,籽粒砷低于國標一半。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,特基拉芽孢桿菌表現(xiàn)出廣譜抑菌與促生雙重功效。菌株M408F10-3F8對12種病原菌和卵菌有強拮抗作用,黃瓜枯萎盆栽防效58%,與多菌靈相當,同時分泌IAA促生;菌株2-2a對大豆炭疽、黑斑、灰斑等葉部病害及根腐、立枯等土傳病害兼具防效,且定殖速度快;菌株20Q9B-2-14對馬鈴薯軟腐病菌抑制明顯,為生防制劑添新選項。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中,菌株ZSGD5與Bt-CO通過“異養(yǎng)硝化-好氧反硝化”低耗氧途徑,把氨氮、亞硝酸鹽迅速轉(zhuǎn)為氮氣逸出,5℃仍保持活性,可使斑節(jié)蝦、花白鰱池塘氨氮下降60%,換水量減少三成。副干酪乳桿菌W72死谷芽孢桿菌,名字聽來荒涼,卻是沙漠表層耐命的“綠洲工匠”。

堀越氏芽孢桿菌(Bacillus horikoshii)是20世紀90年代由日本科學家堀越等從堿性溫泉沉積物中分離出的嗜堿菌,也是國際公認的模式菌株(ATCC 700161)[ ^82^ ][ ^84^ ]。菌體桿狀、革蘭氏陽性,可形成橢圓芽孢,更適pH 8.5–9.5、溫度30–37 ℃,在Na?CO?濃度50 g L?1的極端環(huán)境中仍能正常代謝,被稱為“天然堿性細胞工廠”。一、耐堿機制基因組編碼多拷貝Na?/H?逆向轉(zhuǎn)運蛋白(mnh、nhaC)和碳酸酐酶,可將胞內(nèi)多余Na?排出,并將CO?2?轉(zhuǎn)化為HCO??,維持胞內(nèi)pH穩(wěn)態(tài);細胞壁肽聚糖含高比例二氨基庚二酸,增強膜穩(wěn)定性,為高溫高堿酶的高效表達提供平臺。二、工業(yè)酶潛力其耐堿淀粉酶、普魯蘭酶更適pH 9–10,90 ℃半衰期>2 h,已用于淀粉糖化“一步法”,可省略傳統(tǒng)工藝中的中和環(huán)節(jié),節(jié)能15 %;耐堿蛋白酶在洗滌劑中可去除血漬、奶漬,低溫活性優(yōu)于市場同類酶20 %。三、農(nóng)業(yè)與環(huán)境應(yīng)用菌株P(guān)1具備“溶磷-鈍化重金屬”雙重功能:在pH 9、Cd2? 50 mg kg?1條件下,仍可將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷277 mg kg?1,同時胞外多糖吸附Cd2?,使水稻籽粒鎘含量下降35 %,產(chǎn)量提高18 %。
MB培養(yǎng)基基礎(chǔ)(Marine Broth Base)是一種專為海洋細菌設(shè)計的富營養(yǎng)液體培養(yǎng)基,由蛋白胨、酵母粉及多種無機鹽組成,pH 7.2–7.6,滲透壓與海水相當。配方中氯化鈉濃度約2–3%,并補充鎂、鉀、鈣等海水中主要離子,可瞬時啟動依賴高鹽環(huán)境的嗜鹽菌與耐鹽菌,縮短延滯期。實驗室常規(guī)做法是將培養(yǎng)基干粉溶解于蒸餾水后,補加陳海水或人工海鹽,即可恢復接近自然海水的離子譜,使挑剔的海洋放線菌、弧菌、假單胞菌等迅速進入對數(shù)生長,用于后續(xù)分離、保藏或活性物質(zhì)篩選。由于海洋微生物常產(chǎn)色素、抗生物質(zhì)及胞外多糖,MB培養(yǎng)基的高營養(yǎng)特性可充分展現(xiàn)這些次級代謝潛能:弧菌在28℃、180 r/min振蕩培養(yǎng)12小時,菌濃即可達10? CFU/mL,菌液呈乳白或淡粉;某些Planococcus則分泌墨藍色素,使整瓶培養(yǎng)液變?yōu)榈逅{,成為天然色素研究的理想起點。若需固體培養(yǎng),只需補加1.5%瓊脂,即成MBA平板,可在表面涂布沉積物懸液,28℃培養(yǎng)2–3天,挑取形態(tài)各異的單菌落進行16S rDNA鑒定,流程簡潔高效。在質(zhì)量控制方面,MB培養(yǎng)基需用人工海水或陳海水配制,切忌直接使用自來水,以免鈣鎂離子不足或氯殘留抑制菌體;滅菌后若出現(xiàn)沉淀,多為鎂鹽析出,可50℃水浴復溶,不影響使用。

蟑螂埃希氏菌并非真“埃希氏菌”,而是2017年從美洲大蠊腸道里分離出的新種,學名Blattabacterium,卻與大腸桿菌同門,于是被昵稱為“蟑螂埃希氏菌”。它住在宿主脂肪體細胞內(nèi),像隨軍糧倉,把蟑螂吃剩的尿素、尿酸重新拆成氨,再摻進糖酵解中間物,合成10種必需氨基酸,回贈宿主。沒有它,蟑螂只能在高蛋白環(huán)境里長大;有了它,哪怕啃紙、啃膠水也能活得肥碩??茖W家算過,一只雌蠊若缺菌,若蟲期延長一倍,產(chǎn)卵量掉七成。更有趣的是,菌體隨卵殼傳代,百萬年來與蟑螂共譜“垂直家譜”,演化出精簡的600kb基因組,幾乎丟掉所有外壁合成基因,把防御任務(wù)全交給宿主,自己專職“氮回收”。如今,實驗室嘗試用抗生物質(zhì)“斷菌”,結(jié)果蟑螂像泄了氣的皮球,說明菌是害蟲活力的隱形引擎。小小蟑螂埃希氏菌,用顯微鏡下的齒輪,托住人類更討厭昆蟲的頑強生命,也為綠色控蟑提供新靶點:若能阻斷菌給氮,或許能讓廚房少一點深夜驚叫。浸麻類芽孢桿菌是一種革蘭氏陽性菌,它在麻類植物纖維加工中發(fā)揮著獨特的作用。玉蜀黍離蠕孢
木糖氧化無色桿菌形態(tài)結(jié)構(gòu)特點:細胞呈桿狀,超微結(jié)構(gòu)精細,表面附屬多樣,結(jié)構(gòu)與功能緊密相扣。大西洋弧菌
擴散芽孢桿菌(Bacillus diffusus)是芽孢桿菌屬里的“運動健將”。菌體桿狀、周生鞭毛,在瓊脂表面可形成迅速擴展的薄膜狀菌落,24 h內(nèi)直徑達80 mm,故得名“diffusus”。其更適生長溫度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、廣譜抑菌擴散芽孢桿菌產(chǎn)生diffusin脂肽,對番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎等病原菌抑菌帶寬達28 mm;溫室試驗顯示,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,可作為鉆井泥漿降濾失劑,耐鹽達12 %。大西洋弧菌