花園芽孢桿菌(Bacillus horti)更早從花園腐殖土中分離,因而得名。菌落奶白、邊緣整齊,桿狀細胞具周生鞭毛,能形成橢圓芽孢,耐堿、耐鹽、耐干燥,在pH 6–9、15–45℃范圍內(nèi)生長良好,是典型“環(huán)境通吃型”根際益生菌。一、防病降毒花園芽孢桿菌能分泌表面活性素、fengycin等環(huán)脂肽,破壞病原膜結構,對立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達26mm;同時產(chǎn)生芳基酰胺酶,降莠定、甲磺隆等堿性除草劑,土壤殘留量7d內(nèi)下降60%,為連作障礙田“”。二、促生提質菌株IAA產(chǎn)量25mg/L,溶磷3.2mg/L,并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇,誘導黃瓜、生菜根系增30%,葉綠素提高2SPAD單位;大棚試驗顯示,畝施200g菌粉可使番茄Vc增加12%,糖酸比更協(xié)調,貨架期延長4d。三、工業(yè)酶潛力其耐堿纖維素酶更適pH9、50℃,在洗衣液中仍保持80%活性,可替代化學去漬劑;低溫淀粉酶10℃下活力保留70%,為寒區(qū)洗碗粉節(jié)約能耗20%。四、未來展望借助合成生物學,將花園芽孢桿菌的降毒、促生、耐冷模塊植入枯草底盤,可構建“一菌多效”工程菌,用于堿要害田、寒地蔬菜基地及城市綠化基質,讓花園芽孢桿菌從“花園”走向更廣闊的大地。其分泌的耐有機溶劑蛋白酶、褐藻膠裂解酶在洗滌、紡織及海藻轉化中展現(xiàn)高活性,為生物制造提供新工具。紅側耳紅平菇
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(nèi)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(nóng)業(yè)與環(huán)境菌株 SIN 可產(chǎn) 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(chǎn)量增加 10 %。獨島海草球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量和強度。

PTYG培養(yǎng)基(Peptone-Tryptone-Yeast Extract-Glucose Medium)是一種高營養(yǎng)、通用型液體培養(yǎng)基,由蛋白胨、胰蛋白胨、酵母粉和葡萄糖四種關鍵成分組成,故名“PTYG”。其配方通常為蛋白胨5 g、胰蛋白胨5 g、酵母粉5 g、葡萄糖10 g,NaCl 5 g,補水至1 L,pH調至7.0±0.2,適用于大多數(shù)異養(yǎng)細菌、酵母及絲狀菌的快速增殖與代謝研究。該培養(yǎng)基營養(yǎng),蛋白胨與胰蛋白胨提供多肽與氨基酸,酵母粉富含維生素B群與微量元素,葡萄糖作為碳源,能迅速啟動微生物代謝,縮短延滯期。在常規(guī)培養(yǎng)條件下,大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、乳酸菌等常見菌株在37℃、180 r/min培養(yǎng)12小時即可達到對數(shù)后期,菌濃可達10? CFU/mL以上,適合用于質粒提取、蛋白表達、酶活測定等下游實驗。此外,PTYG培養(yǎng)基也常被用于益生菌(如雙歧桿菌、乳酸菌)的高密度發(fā)酵,若需增強選擇性,可添加0.05% L-半胱氨酸和0.1% Tween-80,以提高厭氧菌的生長效率。若制備固體平板,只需加入1.5%瓊脂,即可用于菌落計數(shù)、分離純化及菌株保藏。由于其成分明確、配制簡便、適用廣,PTYG培養(yǎng)基已成為微生物實驗室中不可或缺的“基礎口糧”,在基礎研究、工業(yè)發(fā)酵、食品微生物檢測及教學實驗中均發(fā)揮著重要作用。
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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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。組蛋白樣蛋白緊緊包裹DNA,防止高溫斷裂;同時擁有一套高效熱休克蛋白(Hsp)系統(tǒng),可快速修復變性蛋白。

赫氏埃希氏菌是深海熱液口的“化學魔術師”,能在攝氏百度、千倍大氣壓的暗夜里,把硫化氫當早餐,把二氧化碳當點心來款待。它用氫硫還氧酶把劇毒硫化氫拆成電子與質子,驅動ATP合酶高速旋轉,合成能量,再借逆三羧酸循環(huán)把無機碳織成有機糖,無需陽光,也能養(yǎng)活整片“黑煙囪”叢林??茖W家搭乘深潛器采集菌體,發(fā)現(xiàn)其細胞膜含特殊醚鍵脂質,像給自身裹上耐高溫的陶瓷瓦,蛋白質內(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。實驗室里,研究團隊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)。在農(nóng)業(yè)領域,強壯類芽孢桿菌能夠促進植物生長,增強植物對病害的抵抗力。紅側耳紅平菇
小小沙福芽孢桿菌,用微米之軀守護綠色豐收,讓農(nóng)藥瓶少一個,飯碗多一粒。紅側耳紅平菇
吉氏芽孢桿菌(Bacillus gibsonii)是芽孢桿菌屬中“耐熱兼耐堿”的新銳成員,2004年由德國學者從堆肥超溫區(qū)分離,命名源自菌種保藏家 Gibson 的姓氏。菌株呈桿狀、革蘭氏陽性,可形成橢圓芽孢,只適生長溫度 50–55 ℃,pH 8.5–9.5,能在 10 % Na?CO? 和 1 % 過氧化氫條件下存活,被視作“堿性酶工廠”的理想候選。一、耐熱耐堿機制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉運蛋白(nhaA、nhaC)與碳酸酐酶,可將胞內(nèi)多余 Na? 排出并維持 pH 穩(wěn)態(tài);芽孢富含鈣-吡啶二羧酸復合物,賦予其 100 ℃、30 min 的耐熱能力,為高溫高堿工業(yè)環(huán)境提供穩(wěn)定催化劑。二、工業(yè)酶寶庫其耐堿普魯蘭酶只適 pH 9、70 ℃,可高效切割 α-1,6 糖苷鍵,用于淀粉糖化“一步法”,節(jié)省中和酸用量 20 %;耐堿木聚糖酶在 pH 10、65 ℃仍保持 85 % 活性,已用于紙漿漂白,減少氯用量 30 %,降低 AOX 排放;堿性蛋白酶則在 40 ℃、pH 11 條件下對血漬、奶漬去污力提升 35 %,為無磷洗滌劑增添綠色助劑。三、農(nóng)業(yè)與環(huán)境菌株 TP-1 可產(chǎn) IAA 12 mg·L?1 并溶磷 2.8 mg·L?1,使玉米根系增 25 %,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 28 %,堆肥周期縮短 6 d,殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。紅側耳紅平菇