栗褐芽孢桿菌(Bacillus badius)是芽孢桿菌屬的“暗色騎士”。菌落呈獨特的栗褐色、邊緣不規(guī)則,革蘭氏陽性大桿菌,具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢;更適溫度30–37 ℃,pH 6.5–8.5,廣分布于森林腐葉、草炭和動物腸道中。一、降解菌株產(chǎn)胞外酚氧化酶、漆酶和半纖維素酶,能把落葉、鋸末中的木質(zhì)-酚類物質(zhì)分解成腐殖酸,7 d內(nèi)稻草失重率35 %,腐殖酸含量提高1.8倍,為有機肥“褐化”提供天然菌種。二、防病促生栗褐芽孢桿菌分泌badius脂肽,對番茄青枯、辣椒疫霉抑菌帶寬24 mm;同時產(chǎn)IAA 18 mg·L?1,使玉米根長增28 %,吸磷量提棚試驗畝施200 g菌粉,黃瓜枯萎病指降40 %,產(chǎn)量增12 %。三、工業(yè)酶潛力其漆酶更適pH 5、50 ℃,對染料活性黑KN-B脫色率3 h達85 %,已用于印染廢水預(yù)處理;耐堿木聚糖酶在pH 9、55 ℃仍保持80 %活性,可助紙漿漂白減少氯用量30 %。四、土壤修復(fù)菌體胞外多糖能吸附Cd2?、Pb2?,吸附量分別達45 mg g?1與30 mg g?1;與生物炭混施,礦區(qū)污染土壤有效態(tài)鎘下降50 %,蔬菜可食部鎘低于國標。這些酶可以分解麻類植物中的果膠、半纖維素和木質(zhì)素,從而將纖維從植物組織中分離出來。棲海膽革蘭氏菌
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 。日本假單胞菌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。

YPG培養(yǎng)基(Yeast Extract-Peptone-Glucose Medium)是酵母提取物-蛋白胨-葡萄糖培養(yǎng)基的簡稱,堪稱微生物實驗室的“快餐”。配方極簡:酵母粉5 g、蛋白胨10 g、葡萄糖20 g,補水至1 L,pH 6.2±0.2,無需調(diào)節(jié)即可滿足大多數(shù)菌、酵母及部分細菌的快速增殖需求。酵母粉提供B族維生素和微量元素,蛋白胨供給多肽與氨基酸,葡萄糖以高碳濃度啟動酵母發(fā)酵型代謝,短短12 h就能讓釀酒酵母OD???沖破1.0,是發(fā)酵工程與分子生物學(xué)過夜預(yù)培養(yǎng)的優(yōu)先。若用于絲狀菌,只需降低葡萄糖至10 g,并加入微量元素液,28 ℃靜置2天,孢子產(chǎn)量可比PDA提高30%。YPG的另一優(yōu)勢是“可鹽可甜”:補加15%甘油即成YPG/甘油,用于酵母感受態(tài)制備;添加2%瓊脂便是YPG平板,藍白斑篩選、轉(zhuǎn)化子計數(shù)兩不誤。實驗室里還流行“富氧版”——把葡萄糖提前115 ℃單獨滅菌,避免美拉德反應(yīng),培養(yǎng)液顏色淺,下游HPLC檢測有機酸無干擾。質(zhì)量控制也輕松:高壓后若顏色發(fā)黃,說明葡萄糖與氨基酸高溫反應(yīng),可改用過濾除菌;室溫保存1周仍澄清,即可繼續(xù)使用。憑借組分明確、成本低廉、配制快速,YPG培養(yǎng)基已從傳統(tǒng)釀酒實驗室走向合成生物學(xué)、代謝工程與益生菌高密度發(fā)酵,成為微生物學(xué)家手中“養(yǎng)菌如泡茶”的經(jīng)典底牌。
德氏乳桿菌德氏亞種(Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii)是乳酸菌家族中更早被分離命名的“元老”之一,1901年即進入科學(xué)視野。菌體短桿、無芽孢、不運動,專性發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)乳酸,更適生長溫度42~45℃,可在pH 3.5的酸環(huán)境中存活,耐高溫卻畏冷,4℃即停止繁殖?;蚪M只1.8 Mb,代謝途徑精簡,卻擁有完整的乳酸脫氫酶與寡肽轉(zhuǎn)運系統(tǒng),使其在蛋白質(zhì)豐富的基質(zhì)中快速產(chǎn)酸,抑制菌。工業(yè)上,它是酸奶、瑞士奶酪與保加利亞傳統(tǒng)發(fā)酵乳的關(guān)鍵菌種,與嗜熱鏈球菌協(xié)同可將牛乳在3小時內(nèi)酸化至pH 4.2,形成細膩凝乳與特征性乙醛風(fēng)味;同時分泌胞外多糖,賦予產(chǎn)品順滑口感并延緩后酸化。近年研究還發(fā)現(xiàn),其表面蛋白SlpA能黏附腸道上皮,誘導(dǎo)IL-10分泌,緩解小鼠結(jié)腸炎;熱滅活菌體亦可通過啟動樹突細胞TLR2信號,增強腸道IgA應(yīng)答,兼具益生與免疫調(diào)節(jié)潛力。隨著合成生物學(xué)興起,德氏乳桿菌德氏亞種被工程化改造為“活藥工廠”,可在腸道內(nèi)持續(xù)釋放胰島素樣肽或白細胞介素,為糖尿病與炎癥性腸病提供新型微生態(tài)治療方案??茖W(xué)家們正在探索其在廢水處理、污染物降解和能源生產(chǎn)中的潛在應(yīng)用。

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,可分解菌細胞壁、植物殘體和甲殼類廢料,為碳循環(huán)打開“綠色通道”。實驗室條件下,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25 mm;同時產(chǎn)IAA 20 mg·L?1,使玉米根長增30 %,吸磷量提22 %。大棚試驗每畝滴灌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。它是一種環(huán)境友好的方法,不需要使用大量的化學(xué)試劑,減少了對水資源的污染。弗氏假絲酵母
晝夜輸送給花生,畝產(chǎn)蛋白因此提升三成,農(nóng)戶少施20公斤尿素,卻多收一筐飽滿果仁。棲海膽革蘭氏菌
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,革蘭氏陽性,周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,耐干燥、耐酸堿,正面黃色、濕潤小菌落,易挑取,是實驗室常見模式菌株。一、綠色防控菌株CGMCC No.28950對南方根結(jié)線蟲防效突出,盆栽試驗蟲口密度降70 %;同步產(chǎn)蛋白酶、幾丁質(zhì)酶,破壞蟲卵壁,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5天。三、環(huán)境修復(fù)貴州大學(xué)團隊利用菌株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 %。棲海膽革蘭氏菌