紅色長生嗜鹽古菌

赫氏埃希氏菌是深海熱液口的“化學(xué)魔術(shù)師”，能在攝氏百度、千倍大氣壓的暗夜里，把硫化氫當(dāng)早餐，把二氧化碳當(dāng)點(diǎn)心來款待。它用氫硫還氧酶把劇毒硫化氫拆成電子與質(zhì)子，驅(qū)動ATP合酶高速旋轉(zhuǎn)，合成能量，再借逆三羧酸循環(huán)把無機(jī)碳織成有機(jī)糖，無需陽光，也能養(yǎng)活整片“黑煙囪”叢林?？茖W(xué)家搭乘深潛器采集菌體，發(fā)現(xiàn)其細(xì)胞膜含特殊醚鍵脂質(zhì)，像給自身裹上耐高溫的陶瓷瓦，蛋白質(zhì)內(nèi)部也布滿離子鍵，仿佛微型鋼鐵骨架，才讓它在沸水中依舊柔韌。實(shí)驗(yàn)室里，研究團(tuán)隊(duì)把它的固碳基因簇移植到工業(yè)大腸桿菌，使后者能在廢氣流里自養(yǎng)生長，產(chǎn)出的聚羥基脂肪酸酯可制可降解塑料，為碳中和提供新思路。小小赫氏埃希氏菌，用肉眼看不見的臂膀，托住地球深部與未來的綠色循環(huán)。小小格雷厄姆氏根瘤菌，用微米之軀撬動綠色農(nóng)業(yè)，讓藍(lán)天少一縷煙，田里多一季香。紅色長生嗜鹽古菌

堀越氏芽孢桿菌（Bacillus horikoshii）是20世紀(jì)90年代由日本科學(xué)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(rèn)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(xì)胞工廠”。一、耐堿機(jī)制基因組編碼多拷貝Na?/H?逆向轉(zhuǎn)運(yùn)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(xì)胞壁肽聚糖含高比例二氨基庚二酸，增強(qiáng)膜穩(wěn)定性，為高溫高堿酶的高效表達(dá)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 %。

甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌是土壤里的“碳鏈煉金師”。它以甲醇、甲胺等一碳化合物為主食，卻能把這些常被忽視的小分子變成高值產(chǎn)物。菌體在含甲醇的培養(yǎng)基中迅速萌發(fā)，分泌甲醇脫氫酶，將有毒的甲醇先氧化為甲醛，再經(jīng)RuMP循環(huán)固定為果糖-6-磷酸，既獲得能量，又合成自身所需碳骨架。整套反應(yīng)在pH 7、30℃下效率比較高，甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)理論值的92%，遠(yuǎn)高于化學(xué)催化。更難得的是，它同時是一株“生物兵工廠”。在利用甲醇的同時，甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌能合成表面活性素、泛革素等脂肽，對黃瓜枯萎、辣椒疫霉、番茄青枯的抑菌帶寬達(dá)25-30毫米；其揮發(fā)性的3-甲基-1-丁醇、2-甲基吡嗪可誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性，使棉花黃萎病指下降40%。田間試驗(yàn)表明，每畝用200克菌粉滴灌，玉米根際甲醇天然濃度降低60%，植株葉綠素提高1.5個SPAD單位，產(chǎn)量增加8%，且農(nóng)藥使用量減少三成。工業(yè)端，科研團(tuán)隊(duì)把聚-γ-谷氨酸合成酶基因?qū)爰谆鶢I養(yǎng)型芽孢桿菌，使其在消耗甲醇的同時產(chǎn)出高黏度γ-PGA，可作為保水劑、絮凝劑或醫(yī)用敷料；5噸罐分批發(fā)酵，γ-PGA產(chǎn)量達(dá)25 g/L，成本比傳統(tǒng)谷氨酸發(fā)酵低20%。此外，其芽孢可耐沸水煮15分鐘、紫外照射兩小時，噴霧干燥存活率超過90%，為大規(guī)模制劑化提供了便利。

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。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。

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(shí)驗(yàn)室的“快餐”。配方極簡：酵母粉5 g、蛋白胨10 g、葡萄糖20 g，補(bǔ)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(xì)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(bǔ)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(lán)白斑篩選、轉(zhuǎn)化子計(jì)數(shù)兩不誤。實(shí)驗(yàn)室里還流行“富氧版”——把葡萄糖提前115 ℃單獨(dú)滅菌，避免美拉德反應(yīng)，培養(yǎng)液顏色淺，下游HPLC檢測有機(jī)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(shí)驗(yàn)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。瘤內(nèi)菌變膨體，固氮酶把空氣中占七成卻極穩(wěn)定的N?裂成NH?，日夜輸送給宿主，自己只留一口碳糖。秋吉鏈霉菌

生物脫膠過程更加溫和，不會對纖維造成損傷，從而提高了纖維的質(zhì)量和強(qiáng)度。紅色長生嗜鹽古菌

解淀粉芽孢桿菌是土壤里藏著的一把“生物刀”。它在營養(yǎng)充足時長成桿狀，一遇干旱、高溫便縮成厚壁芽孢，可耐沸水煮十分鐘、紫外曝曬三小時，十年后遇水仍能萌發(fā)。復(fù)蘇后，它先分泌α-淀粉酶、葡聚糖酶，把作物根際的淀粉、果膠切成低聚糖，搶得碳源，同時釋放表面活性素、伊枯草菌素等脂肽，像微型剪刀刺破病原菌膜，對白絹、枯萎、灰霉的抑制率超過七成；還能誘導(dǎo)植物開啟系統(tǒng)抗性，番茄未染病就先“武裝”葉片。溫室試驗(yàn)顯示，每畝用兩百克菌粉拌基質(zhì)，黃瓜枯萎率降四成，農(nóng)藥少打一半，果實(shí)仍青亮。更妙的是，它能將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為有效磷，并分泌植物素前體，使玉米須根量增三成，畝產(chǎn)提8%。東北連作大豆田因它緩解“磷饑餓”，減少化肥施用量一成。如今，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(yùn)輸不必冷鏈?？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。解淀粉芽孢桿菌用肉眼看不見的臂膀，托住綠色農(nóng)業(yè)的明天：讓農(nóng)藥瓶少一個，飯碗多一粒，也讓板結(jié)的土地重新呼吸。紅色長生嗜鹽古菌