鹽反硝化枝芽孢桿菌(Virgibacillus halodenitrificans)是芽孢桿菌科中兼具“嗜鹽”與“反硝化”雙重技能的稀有物種。模式菌株 ATCC 49067 分離自法國(guó)太陽(yáng)能鹽場(chǎng),可在 2–23 % NaCl、10–45 °C 范圍內(nèi)生長(zhǎng),更適鹽度 3–7 %、pH 7.4–7.5,細(xì)胞壁含 meso-DAP,肽聚糖厚且膜脂分支,賦予其耐高滲與堿脅迫的能力。一、鹽中反硝化該菌攜帶完整的 narG/napA-nirK-nor-nosZ 基因簇,能在 3–12 % 鹽度下將 NO?? 依次還原為 N?,并同步積累四氫嘧啶作為相容溶質(zhì),既完成脫氮又抵御滲透沖擊。實(shí)驗(yàn)室搖瓶試驗(yàn)顯示,鹽度 8 % 時(shí)其對(duì) NO??-N 去除率仍達(dá) 90 % 以上,N?O 釋放量低于檢測(cè)限,為高鹽廢水生物脫氮提供了“零碳源”方案。二、油田與暗管應(yīng)用菌株 WH-6 被制成“熱-鹽雙耐”菌劑,在 55–80 °C、0.5–3.5 % NaCl 的采出水體系中,通過(guò)優(yōu)先利用 NO?? 作電子受體,抑制硫酸鹽還原菌活性,使 H?S 產(chǎn)量下降 70 %,延長(zhǎng)注水井管柱壽命。同時(shí),含該菌的清淤劑與多孔沸石復(fù)配,用于鹽堿地暗管排鹽,一年后鹽水收集率提高 35 %,出口渾濁度降至 4.7 mg L?1,明顯緩解因泥沙堵塞造成的維護(hù)難題。三、農(nóng)業(yè)與生態(tài)修復(fù)在 1 % 鹽度盆栽中,接種 10? CFU g?1 土壤,可使生菜根際鉀提高 20 %,硝酸鹽含量下降 15 %,產(chǎn)量增 12 %。
蒙氏腸球菌(Enterococcus mundtii)是一種革蘭氏陽(yáng)性、兼性厭氧的球形細(xì)菌,常以成對(duì)或短鏈排列。近年來(lái),科研團(tuán)隊(duì)從健康動(dòng)物腸道中分離到一株編號(hào)為HCD01的蒙氏腸球菌,經(jīng)16S rRNA測(cè)序及系統(tǒng)發(fā)育分析,確認(rèn)其與模式菌株同源性高達(dá)99%以上,已被保藏于中國(guó)微生物菌種保藏中心,保藏號(hào)CGMCC No.31447。安全評(píng)價(jià)顯示,HCD01不含溶血素、凝膠酶等常見毒力基因,溶血試驗(yàn)呈陰性,且對(duì)小鼠臟器系數(shù)無(wú)不良影響,具備益生菌的先決條件。功能試驗(yàn)中,該菌能在pH 2~4的酸性環(huán)境及10% NaCl的高鹽環(huán)境中存活,表現(xiàn)出良好的耐酸耐鹽能力;同時(shí)可產(chǎn)生乳酸,使培養(yǎng)基pH在16小時(shí)內(nèi)由6.2降至5.5,抑制沙門氏菌和停乳鏈球菌等病原體的生長(zhǎng)。動(dòng)物試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí),連續(xù)灌服HCD01的小鼠平均日增重提高,料重比下降,腸道絨毛結(jié)構(gòu)完整,且在沙門氏菌攻毒后,肺、肝及結(jié)腸病變明顯減輕,說(shuō)明其既能促進(jìn)生長(zhǎng),又能緩解致病菌沾染造成的組織損傷。綜上,蒙氏腸球菌HCD01集安全、耐逆、產(chǎn)酸、抑菌、促生長(zhǎng)于一體,在替代抗生物質(zhì)的微生態(tài)制劑及畜牧養(yǎng)殖業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。新日本靈芝隨著對(duì)土地鞘氨醇盒菌研究的不斷深入,其在環(huán)境修復(fù)和生態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用前景將更加廣闊。

改良巴爾斯氏培養(yǎng)基基礎(chǔ)(不含硫酸亞鐵銨)是專為趨磁細(xì)菌Magnetospirillum gryphiswaldense等設(shè)計(jì)的高純度液體平臺(tái)。經(jīng)典巴爾斯配方中,硫酸亞鐵銨既作鐵源又兼還原劑,卻易氧化沉淀,導(dǎo)致批次差異大、磁小體晶型不均。改良版本徹底剔除該鹽,把鐵供給與氧化還原控制拆成兩步:基礎(chǔ)培養(yǎng)基只含乳酸鈉、琥珀酸鈉雙碳源,酵母粉0.05 %,K?HPO? 5 mmol,MgSO?、CaCl?及微量元素各1 mL L?1,pH 6.8±0.1,經(jīng)0.22 μm過(guò)濾除菌,保證無(wú)色透明、無(wú)沉淀,4 ℃可保存3個(gè)月。使用時(shí),先在基礎(chǔ)液中通N?/CO?(80:20)除氧,再按實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)由無(wú)菌厭氧瓶補(bǔ)加可溶Fe(Ⅲ)-檸檬酸或FeCl?溶液,終濃度10–100 μmol,鐵形態(tài)與劑量可精確到0.1 μmol,避免傳統(tǒng)配方一次性投鐵產(chǎn)生的氧化應(yīng)激。與此同時(shí),通過(guò)微氧發(fā)酵系統(tǒng)把溶解氧穩(wěn)定在0.5 %空氣飽和度,氧化還原電位降至–50 mV,磁小體合成效率提升2.4倍,Cmag值達(dá)1.2以上,而細(xì)胞干重仍保持2 g L?1。改良基礎(chǔ)還兼容同位素標(biāo)記與金屬摻雜:只需把??Fe-檸檬酸或CoCl?按1 at.%比例加入,即可制備高純度??Fe或Co摻雜磁小體,為M?ssbauer譜、磁熱療研究提供批次可重復(fù)的生物納米磁源。
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(jiǎn)稱,堪稱微生物實(shí)驗(yàn)室的“快餐”。配方極簡(jiǎn):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(wú)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(dòng)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(guò)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(shì)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(cè)有機(jī)酸無(wú)干擾。質(zhì)量控制也輕松:高壓后若顏色發(fā)黃,說(shuō)明葡萄糖與氨基酸高溫反應(yīng),可改用過(guò)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。菌株20Q9B-2-14對(duì)馬鈴薯軟腐病菌抑制明顯,為生防制劑添新選項(xiàng)。

阿氏芽孢桿菌(Bacillus aryabhattai)是2009年印度科學(xué)家從平流層空氣塵埃中分離的新種,以古印度天文學(xué)家阿耶波多命名,象征“高空來(lái)客”。菌體桿狀、周生鞭毛,能形成橢圓芽孢,耐紫外、耐干燥,在pH 5–9、15–45 ℃范圍內(nèi)生長(zhǎng)良好,是兼具促生與抗逆的“空中特種兵”。一、促生機(jī)制菌株AB15可分泌IAA 28 mg·L?1,溶磷3.5 mg·L?1,并產(chǎn)1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸(ACC)脫氨酶,降低植物乙烯水平,使小麥、玉米根系增35%,干旱存活率提25%;與根瘤菌共接種,大豆結(jié)瘤數(shù)提高40%,畝產(chǎn)增加18%。二、防病降鎘菌株Cd-19對(duì)番茄青枯、黃瓜枯萎抑菌帶寬達(dá)26 mm;同時(shí)胞外多糖吸附Cd2?,使糙米鎘含量下降45%,達(dá)到國(guó)家限定標(biāo)準(zhǔn),為“重金屬-病害”復(fù)合障礙田提供一菌雙解方案。三、工業(yè)酶潛力其耐堿淀粉酶更適pH 9、55 ℃,在洗衣液中可去除淀粉污漬,活性比市售酶高20%;低溫蛋白酶在10 ℃仍保持70 %活力,為寒區(qū)洗碗粉節(jié)約能耗15 %。四、太空農(nóng)業(yè)由于源自平流層,AB15對(duì)紫外、低氣壓具有天然適應(yīng)性,已被選為“月宮一號(hào)”生物再生生命保障系統(tǒng)候選菌,可在微重力下穩(wěn)定促生小麥,為地外基地提供微生物保障。在科研領(lǐng)域,奇異水螺菌常被用作研究微生物生態(tài)、基因調(diào)控和代謝途徑的模型生物。黃色鐮孢
隨著人們對(duì)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注不斷增加,生物脫膠技術(shù)越來(lái)越受到重視。期望鹽單胞菌
擴(kuò)散芽孢桿菌(Bacillus diffusus)是芽孢桿菌屬里的“運(yùn)動(dòng)健將”。菌體桿狀、周生鞭毛,在瓊脂表面可形成迅速擴(kuò)展的薄膜狀菌落,24 h內(nèi)直徑達(dá)80 mm,故得名“diffusus”。其更適生長(zhǎng)溫度30–37 ℃,pH 6–9,耐干燥、耐紫外,芽孢可存活十年以上,為制劑化提供質(zhì)量特性。一、快速定殖菌株DSM 13271分泌大量胞外多糖,降低表面張力,使菌體在沙壤土中遷移速度提高3倍;與枯草芽孢桿菌復(fù)配,可形成“生物被膜”,優(yōu)先占據(jù)根際生態(tài)位,抑制病原菌入侵。二、廣譜抑菌擴(kuò)散芽孢桿菌產(chǎn)生diffusin脂肽,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎等病原菌抑菌帶寬達(dá)28 mm;溫室試驗(yàn)顯示,畝用200 g菌粉滴灌,黃瓜枯萎病指下降45 %,農(nóng)藥用量減少三分之一。三、促生提質(zhì)菌株IAA產(chǎn)量25 mg·L?1,溶磷2.9 mg·L?1,并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇,誘導(dǎo)玉米側(cè)根增30 %,吸磷量提20 %;新疆鹽堿地示范,冬小麥千粒重增1.5 g,產(chǎn)量提高8 %。四、工業(yè)酶潛力其耐堿蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比較高,已用于洗滌劑,低溫去污力提升25 %;胞外多糖乳化力強(qiáng),可作為鉆井泥漿降濾失劑,耐鹽達(dá)12 %。期望鹽單胞菌