灰平鏈霉菌

BM液體培養(yǎng)基，全名Basal Mineral Liquid Medium，是微生物學(xué)界公認(rèn)的“極簡(jiǎn)配方”。它只提供生命必需的礦物元素：K?HPO? 1.0 g、KH?PO? 1.0 g、MgSO?·7H?O 0.2 g、CaCl?·2H?O 0.02 g、Fe-EDTA 0.01 g，加蒸餾水至1 L，pH 6.5±0.1，無(wú)碳、無(wú)氮、無(wú)有機(jī)微量元素，因此也被稱為“空白畫布”。研究者可根據(jù)目標(biāo)菌的代謝特點(diǎn)，精確添加單一碳源（如葡萄糖、苯甲酸、甲烷）、氮源（如NH?Cl、NO??或尿素）及特定金屬，實(shí)現(xiàn)代謝通路、降解基因或耐受機(jī)制的單變量研究。BM的高純度與低背景使其成為環(huán)境微生物分離的優(yōu)先。取河水或土壤浸提液，經(jīng)0.22 μm過(guò)濾除菌后，取1 mL加入含BM的50 mL血清瓶，再投加目標(biāo)污染物（如50 mg L?1多環(huán)芳烴），28℃、150 r/min培養(yǎng)7天，即可富集到以該污染物為碳能源的降解菌群。繼代3次后，稀釋涂布于含BM的固體平板，菌落純化率可達(dá)90%以上，極大減少雜菌干擾。此外，BM培養(yǎng)基在合成生物學(xué)中亦扮演重要角色。研究者可在BM中添加特定濃度的13C-葡萄糖或1?N-NH?Cl，實(shí)現(xiàn)全菌體同位素標(biāo)記，為蛋白質(zhì)組、代謝流分析提供干凈背景；也可通過(guò)缺鐵、缺鋅的BM，研究金屬調(diào)控蛋白的功能。如今生物公司把菌液封裝成鋁箔袋，春耕拌種即可，比化肥便宜三成，比糞肥干凈百倍。灰平鏈霉菌

鹽敏芽孢桿菌（Bacillus halmapalus）是芽孢桿菌屬中“怕鹽”的稀有成員，卻因此成為科研與教學(xué)的“模式對(duì)照株”。標(biāo)準(zhǔn)菌株 DSM8723 更初由丹麥 Novo Nordisk 分離，更適 NaCl 濃度只 0.5 %，鹽度 >2 % 即明顯受抑，與嗜鹽菌形成鮮明對(duì)比，為研究芽孢桿菌耐鹽機(jī)制提供了理想“負(fù)對(duì)照”。一、形態(tài)與生理菌落乳白色、邊緣光滑，革蘭氏陽(yáng)性大桿菌，具周生鞭毛，可形成橢圓芽孢；氧化酶陽(yáng)性，好氧，更適溫度 30 ℃、pH 7.0，能分泌 α-淀粉酶，在 DSMMedium 31 培養(yǎng)基中生長(zhǎng)迅速。二、科研價(jià)值由于鹽敏感特征明確，常被用作“鹽脅迫空白”：與耐鹽菌株進(jìn)行平行轉(zhuǎn)錄組、蛋白組比較，可快速鎖定 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、相容溶質(zhì)合成酶等關(guān)鍵耐鹽基因；其 α-淀粉酶在 0–1 % NaCl 時(shí)活力比較高，鹽度升高活性驟降，為研究酶分子鹽適應(yīng)機(jī)制提供“開關(guān)型”模型。三、教學(xué)與質(zhì)控國(guó)內(nèi)多所高校將其列為微生物實(shí)驗(yàn)“鹽梯度生長(zhǎng)”標(biāo)準(zhǔn)菌，學(xué)生通過(guò)梯度平板即可直觀觀察鹽濃度對(duì)芽孢桿菌生長(zhǎng)速率、芽孢形成率及酶活性的影響，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好、安全等級(jí) 1 級(jí)，無(wú)需特殊防護(hù)。植物乳桿菌 W62③分泌蛋白酶與脂肽，抑制番茄青枯、辣椒疫霉，病指下降四成。

潘諾尼亞鎖霉（Itersonilia pannonica）是一株擔(dān)子菌門、鎖霉屬的低溫絲狀菌，原產(chǎn)中國(guó)，常見于草地、腐葉及冷藏蔬菜表面。菌絲白色至淡黃，擴(kuò)展呈絨毯狀，更適生長(zhǎng)17℃，pH6，需氧，對(duì)鹽濃度變化敏感，4℃保存即可。一、科研價(jià)值耐冷特性使其成為冷鏈?zhǔn)称费芯康哪Ｊ骄?；與氈狀金孢霉近緣，基因組含多種細(xì)胞壁降解酶基因，可用于低溫酶篩選及擔(dān)子菌系統(tǒng)發(fā)育分析。二、生物防治潛力培養(yǎng)濾液對(duì)灰霉、菌核等植物病原菌抑制圈達(dá)15–20 mm，并能分泌幾丁質(zhì)酶，分解線蟲卵殼，盆栽試驗(yàn)使番茄根結(jié)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(yīng)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(xué)與質(zhì)控生物危害四類，培養(yǎng)簡(jiǎn)易，國(guó)內(nèi)多所高校將其列入“冷鏈微生物”教學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可通過(guò)梯度平板直觀觀察低溫生長(zhǎng)曲線，并用于冷藏食品監(jiān)測(cè)的陽(yáng)性對(duì)照。未來(lái)，借助合成生物學(xué)，把潘諾尼亞鎖霉的冷活性酶基因?qū)牍I(yè)酵母，有望構(gòu)建“冷鏈-降解”一體化細(xì)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(shù)的廣闊天地。

史氏芽孢桿菌（Bacillus smithii）是芽孢桿菌屬中嗜熱分支的，標(biāo)準(zhǔn)菌株 JCM 9076 更初從高溫堆肥中分離，能在 55 ℃、pH 6.5 條件下旺盛生長(zhǎng)，芽孢可耐 100 ℃沸水 2 h，是驗(yàn)證高壓滅菌效果的指示菌之一。其細(xì)胞壁含特殊脂肪酸，膜脂熔點(diǎn)高，配合小分子熱休克蛋白，使核糖體和 DNA 在高溫下仍保持構(gòu)象穩(wěn)定，賦予菌體“耐熱盾牌”。2024 年，中國(guó)團(tuán)隊(duì)從鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2（保藏號(hào) CCTCC M2024167），鑒定為 Bacillus smithii。該菌兼具三重抗逆：耐鹽 6 %、耐鎘 50 mg·L?1，并能在 pH 4.5–9.0 范圍內(nèi)正常分泌有機(jī)酸，將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷，盆栽試驗(yàn)中使玉米根際有效磷提高 42 %，籽粒鎘含量下降 35 %，實(shí)現(xiàn)“增磷減鎘”同步完成。在酶制劑方向，史氏芽孢桿菌是“高溫酶工廠”。其胞外堿性淀粉酶更適溫度 70 ℃，在洗滌劑、烘焙和酒精濃醪發(fā)酵中可省去降溫環(huán)節(jié)，節(jié)能 15 %；耐有機(jī)溶劑蛋白酶可在 60 ℃、30 % 乙醇環(huán)境中保持 80 % 活性，為生物煉制提供新型催化劑。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上，M2 菌株可與秸稈堆肥復(fù)配，使堆體溫度 24 h 升至 65 ℃，纖維素降解率提高 30 %，堆肥周期縮短 7 d；作為功能性菌劑，每畝隨基肥施入 200 g 菌粉，冬小麥越冬前磷吸收量提高 18 %，分蘗數(shù)增加 1.2 個(gè)，對(duì)后期倒伏有明顯緩解作用。菌株2-2a對(duì)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。

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(guó)學(xué)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(yáng)性，可形成橢圓芽孢，只適生長(zhǎng)溫度 50–55 ℃，pH 8.5–9.5，能在 10 % Na?CO? 和 1 % 過(guò)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(jī)制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)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(fù)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(kù)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(duì)血漬、奶漬去污力提升 35 %，為無(wú)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(fù)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。浸麻類芽孢桿菌（Bacillus rettgeri）作為一種特殊的微生物，為這一課題提供了極具潛力的解決方案。多枝紅色微菌

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，強(qiáng)壯類芽孢桿菌能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)，增強(qiáng)植物對(duì)病害的抵抗力。灰平鏈霉菌

牛奶類芽孢桿菌（Paenibacillus lactis）更早從原料奶和干酪凝塊中被分離，因而得名。它呈短桿狀，革蘭氏陽(yáng)性，具周生鞭毛，可形成橢圓芽孢，更適30–37℃、pH 6–7，耐干燥、耐冷鏈，是乳品環(huán)境中常見的“溫和住客”。一、乳品益生菌株MB2401能分泌胞外多糖，在酸奶發(fā)酵中與 Streptococcus thermophilus 協(xié)同，可提升黏度、減少乳清析出，延長(zhǎng)貨架期7天；同時(shí)產(chǎn)細(xì)菌素 Lactocin 2401，對(duì)單增李斯特菌抑菌帶寬達(dá)22mm，為原奶生物保鮮提供天然“護(hù)欄”。二、腸道健康牛奶類芽孢桿菌耐胃酸、耐膽鹽，能形成芽孢穿越胃腸道，在結(jié)腸萌發(fā)后分泌果聚糖酶，降解膳食多糖產(chǎn)生丁酸，降低pH，抑制沙門氏菌定植；小鼠試驗(yàn)顯示，日灌胃10? CFU，血清IgA提高35 %，腹瀉率下降60 %，已列入歐盟QPS清單，安全等級(jí)高。三、工業(yè)酶潛力其低溫普魯蘭酶在10℃仍保持70 %活性，可用于乳清寡糖制備；耐堿脂肪酶更適pH 9、40℃，在CIP管道清洗中分解乳脂肪，節(jié)能15 %，減少化學(xué)堿用量。四、農(nóng)業(yè)應(yīng)用將菌株NZ1制成活菌數(shù)10? CFU mL?1的“乳菌肥”，滴灌奶牛場(chǎng)周邊青貯玉米，土壤有機(jī)質(zhì)提高12 %，產(chǎn)奶凈能增加8 %，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)循環(huán)。灰平鏈霉菌