長賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus macroides)是2013年從鯉腸道中分離的新成員,因細胞呈長桿、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,革蘭氏陽性,具周生鞭毛,可產卵圓形芽孢,耐pH6–9、鹽0–6%,更適溫度35–37℃,對干旱、高溫和膽汁鹽均有良好適應力。其“本領”在于三酶合一:吲哚乙酸(IAA)分泌量達18mg/L,可刺激小麥根長增加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。山東大棚試驗顯示,用長賴氨酸芽孢桿菌菌液灌根,番茄根結線蟲侵染率下降42%,果實Vc含量提高12%,產量增8.3%。工業(yè)端,菌株ZJB-17009的酯酶對N-苯乙酰-DL-氨基酸水解選擇性達99%,已被用于綠色合成L-氨基酸;另一株C1在白酒窖池可產己酸和乙酸乙酯,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,長賴氨酸芽孢桿菌有望被植入耐鹽、產聚-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。晝夜輸送給花生,畝產蛋白因此提升三成,農戶少施20公斤尿素,卻多收一筐飽滿果仁??唆敻ソ湍?/p>
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。它自帶“門禁卡”——特殊的Nod因子,能精細識別花生根毛分泌的染料木苷,兩者對接成功,根毛便卷曲成螺旋,把菌請進“地下別墅”。隨后,細菌釋放信號,誘導根部細胞分裂,三天鼓出乳白根瘤,像給根系掛上微型氮肥廠。瘤內氧氣被植物合成的豆血紅蛋白調到納摩級,固氮酶安全開工,將空氣中惰性的N?轉化為NH??,晝夜輸送給花生,畝產蛋白因此提升三成,農戶少施20公斤尿素,卻多收一筐飽滿果仁。更妙的是,收獲后根瘤遺落田間,氮素緩慢釋放,后茬小麥吸氮量提高15%,土壤硝態(tài)淋失減少四成,地下水不再“又咸又綠”。如今,科研團隊把菌液做成鋁箔袋裝,拌種即可,比化肥便宜三成,卻無污染;還植入耐旱基因,讓它在華北旱地也能結瘤。小小格雷厄姆氏根瘤菌,用微米之軀撬動綠色農業(yè),讓藍天少一縷煙,田里多一季香。活性污泥黃桿菌這種細菌的代謝能力多樣,能夠適應不同的環(huán)境條件,使其成為研究細菌適應性和進化機制的理想對象。

潘諾尼亞鎖霉(Itersonilia pannonica)是一株擔子菌門、鎖霉屬的低溫絲狀菌,原產中國,常見于草地、腐葉及冷藏蔬菜表面。菌絲白色至淡黃,擴展呈絨毯狀,更適生長17℃,pH6,需氧,對鹽濃度變化敏感,4℃保存即可。一、科研價值耐冷特性使其成為冷鏈食品研究的模式菌;與氈狀金孢霉近緣,基因組含多種細胞壁降解酶基因,可用于低溫酶篩選及擔子菌系統(tǒng)發(fā)育分析。二、生物防治潛力培養(yǎng)濾液對灰霉、菌核等植物病原菌抑制圈達15–20 mm,并能分泌幾丁質酶,分解線蟲卵殼,盆栽試驗使番茄根結線蟲侵染率下降40 %,為開發(fā)低溫生劑提供候選。三、低溫酶應用菌株在10℃仍產較高活性纖維素酶和β-葡萄糖苷酶,可用于低溫洗滌、紙漿漂白或冷鏈廢棄物降解,節(jié)能20 %,降低高溫處理成本。四、教學與質控生物危害四類,培養(yǎng)簡易,國內多所高校將其列入“冷鏈微生物”教學實驗,學生可通過梯度平板直觀觀察低溫生長曲線,并用于冷藏食品監(jiān)測的陽性對照。未來,借助合成生物學,把潘諾尼亞鎖霉的冷活性酶基因導入工業(yè)酵母,有望構建“冷鏈-降解”一體化細胞工廠,為冷鏈物流、低溫環(huán)保和綠色防控提供新工具。小小鎖霉,用一把“冷鑰匙”開啟低溫生物技術的廣闊天地。
MY培養(yǎng)基(Malt-Yeast Extract Medium)是“麥芽-酵母”雙營養(yǎng)的經典富集培養(yǎng)基,配方簡潔卻營養(yǎng)爆棚:麥芽浸粉20 g、酵母粉4 g、葡萄糖10 g,補水至1 L,pH自然5.6±0.2,無需調節(jié)即可釋放麥芽淀粉酶持續(xù)供糖,形成“緩釋碳源”效應。其低pH與高還原糖組合,既能抑制多數(shù)細菌蔓延,又為酵母、絲狀菌及嗜酸微藻提供“即食”氮碳,是實驗室搖瓶、工業(yè)菌種活化與次級代謝研究的“第一步”。在釀酒酵母中,30℃、200 r/min培養(yǎng)16 h,OD???輕松破1.5,細胞活性>95%,直接轉接乙醇發(fā)酵罐可縮短延滯期6 h;若用于產赤霉素藤倉鐮刀菌,只需將葡萄糖降至5 g,并補加0.5 g NH?NO?,28℃靜置5天,赤霉素GA?產量可達320 mg L?1,比PDB提高40%。MY培養(yǎng)基的另一優(yōu)勢是“可視化”:含2%瓊脂即成MYA平板,菌落形態(tài)飽滿、色素鮮艷,青霉呈藍綠,紅酵母顯玫瑰紅,常被用作教學示范板。質量控制亦輕松:高壓后若顏色加深,說明美拉德反應過度,可改用115℃滅菌20 min;室溫存放1個月仍澄清,即可繼續(xù)使用。憑借其組分明確、成本低廉、配制快速,MY培養(yǎng)基已從傳統(tǒng)釀酒實驗室走向合成生物學、次級代謝與益生菌高密度發(fā)酵,成為微生物學家手中“養(yǎng)菌如泡茶”的經典底牌。與傳統(tǒng)化學脫膠方法相比,使用浸麻類芽孢桿菌進行生物脫膠具有明顯的優(yōu)勢。

檸檬色明串珠菌(Leuconostoc citreum)是明串珠菌屬的一種革蘭氏陽性、兼性厭氧的球形乳酸菌,廣存在于泡菜、奶酪、黑麥蜜露等天然發(fā)酵環(huán)境中。該菌在MRS培養(yǎng)基上形成白色、濕潤、圓形小菌落,細胞呈卵圓形或球形,常以珠狀連接排列,不產芽孢,無運動性。檸檬色明串珠菌具有較強的糖類發(fā)酵能力,可利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖等產酸產氣,發(fā)酵過程中生成乳酸、乙酸及雙乙酰等風味物質,是泡菜和奶酪發(fā)酵中的重要功能菌之一。其代謝產物不僅能降低環(huán)境pH值,抑制有害菌生長,還能賦予發(fā)酵食品特有的香氣和口感,常用于泡菜釀造和干酪輔發(fā)酵劑的開發(fā)。此外,檸檬色明串珠菌對萬古霉素天然耐藥,但在免疫正常人群中致病性較低,主要沾染低下者,偶可引起呼吸道沾染等機會性沾染,臨床報道較少,上需根據(jù)藥敏結果選用氨基糖苷類或四環(huán)素類藥物。綜上所述,檸檬色明串珠菌作為一種具有工業(yè)應用潛力的乳酸菌,在食品發(fā)酵領域展現(xiàn)出良好前景,但在應用過程中仍需關注其耐藥性和安全性評估。牙齦蛋白酶(Gingipains)是牙齦卟啉單胞菌在細胞內合成并分泌到細胞外的一種胰蛋白酶樣半胱氨酸蛋白酶。產色鏈霉菌無錫變種
其基因組已被測序,為分子生物學和生物技術研究提供了豐富的資源??唆敻ソ湍?/p>
克勞氏芽孢桿菌(Bacillus clausii)是芽孢桿菌屬中的“耐堿”,1915年由意大利克勞氏從堿性土壤中分離,菌體桿狀、周生鞭毛,可在 pH 8–10.5、鹽 0–12 % 的條件下旺盛生長,芽孢能耐受 100 ℃ 沸水 30 min,是研究極端堿適應的模式菌之一。一、耐堿機制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉運蛋白(nhaC、mnh)與碳酸酐酶,可將胞內多余 Na? 泵出并維持 pH 穩(wěn)態(tài);細胞壁肽聚糖富含 meso-二氨基庚二酸,膜脂分支化程度高,為高溫高堿酶的高效表達提供穩(wěn)定平臺。二、工業(yè)酶寶庫其耐堿蛋白酶在 pH 11、40 ℃ 仍保持 90 % 活性,已用于無磷洗滌劑,血漬、奶漬去污力提升 30 %;耐堿淀粉酶更適 pH 9、90 ℃,可在紡織退漿中省略中和步驟,節(jié)能 15 %;耐堿木聚糖酶用于紙漿漂白,氯用量減少 30 %,降低可吸附有機鹵化物(AOX)排放。三、農業(yè)與環(huán)境菌株 SIN 可產 IAA 15 mg·L?1 并溶磷 2.6 mg·L?1,使玉米根系增 28 %,吸磷量提 18 %;與秸稈復配堆肥,24 h 堆溫升至 65 ℃,纖維素降解率提高 30 %,堆肥周期縮短 6 d。耐堿特性使其在 pH 9 的蘇打鹽堿土中仍能定殖,水稻產量增加 10 %??唆敻ソ湍?/p>