長鹽土生古菌

施氏芽孢桿菌（Bacillus smithii）是芽孢桿菌屬中少見的“高溫工匠”，標準菌株 JCM 9076 更早從堆肥深處分離，可在 30–65 ℃、pH 4.5–9.0 范圍內(nèi)旺盛生長，更適溫度 55 ℃，芽孢耐 100 ℃沸水 2 h 仍存活，是驗證高壓蒸汽滅菌的指示菌之一。其耐熱關(guān)鍵在于芽孢內(nèi)高濃度吡啶二羧酸鈣（DPA-Ca）結(jié)合低水分狀態(tài)，配合小分子熱休克蛋白，使酶與 DNA 在高溫下依舊穩(wěn)定。2024 年，中國團隊從湖南鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2（保藏號 CCTCC M2024167），鑒定為 B. smithii。該菌可在 50 mg L?1 Cd2?、6 % NaCl 條件下正常分泌有機酸，將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷，盆栽玉米根際有效磷提高 42 %，籽粒鎘含量下降 35 %，實現(xiàn)“增磷減鎘”同步完成。在工業(yè)酶方向，施氏芽孢桿菌是“高溫酶工廠”。其耐堿性 α-淀粉酶更適溫度 70 ℃，在淀粉液化、紡織退漿中可省去降溫環(huán)節(jié)，節(jié)能 15 %；耐熱蛋白酶在 60 ℃、30 % 乙醇中仍保持 80 % 活性，為生物煉制提供新型催化劑。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上，M2 菌株與秸稈堆肥復(fù)配，可使堆體 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，每畝基施 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，對后期倒伏有明顯緩解作用。小小耐熱芽孢芽孢桿菌，用極端環(huán)境下的生存智慧，為人類工業(yè)、農(nóng)業(yè)和環(huán)保打開一扇“高溫之門”。長鹽土生古菌

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)化率可達理論值的92%，遠高于化學(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，科研團隊把聚-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。黃暗青霉功能層面，巴基斯坦賴氨酸芽孢桿菌表現(xiàn)出“促生-抗病-解決”三合一特性。

威氏芽孢桿菌是土壤里低調(diào)的“多面手”。它先以桿狀活菌在根際游弋，一遇干旱、高溫便迅速縮成厚壁芽孢，可耐沸水煮十分鐘、紫外曝曬兩小時，仍能在十年后遇水萌發(fā)。植保學(xué)家把它當(dāng)“殺菌劑”：芽孢復(fù)蘇后分泌表面活性素、伊枯草菌素，像微型剪刀刺破病原菌膜，對白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成；同時誘導(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，果實仍青亮。更妙的是，它能分解有機磷長鏈，釋放正磷酸供作物吸收，相當(dāng)于給土壤配了“微肥”。東北大豆連作田因它緩解“磷饑餓”，畝產(chǎn)增8%。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。小小威氏芽孢桿菌，用微米之軀守護綠色豐收，讓農(nóng)藥瓶少一個，飯碗多一粒。

BM液體培養(yǎng)基，全名Basal Mineral Liquid Medium，是微生物學(xué)界公認的“極簡配方”。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，無碳、無氮、無有機微量元素，因此也被稱為“空白畫布”。研究者可根據(jù)目標菌的代謝特點，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，實現(xiàn)代謝通路、降解基因或耐受機制的單變量研究。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過濾除菌后，取1 mL加入含BM的50 mL血清瓶，再投加目標污染物（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，實現(xiàn)全菌體同位素標記，為蛋白質(zhì)組、代謝流分析提供干凈背景；也可通過缺鐵、缺鋅的BM，研究金屬調(diào)控蛋白的功能。其適生長溫度55–65 ℃，芽孢可耐100 ℃沸水2小時、紫外線輻照8小時仍存活，被廣用于檢驗高壓滅菌效果。

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）、有機酸和細菌素等代謝產(chǎn)物，賦予發(fā)酵食品獨特的風(fēng)味和質(zhì)地。例如，W. confusa的EPS產(chǎn)量可達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。菌體還可吸附Au3?、Cd2?，吸附量分別達50mg/g與35mg/g，為礦區(qū)重金屬修復(fù)提供低成本方案。煙色擬盤多毛孢

在工業(yè)領(lǐng)域，解硫胺素類芽孢桿菌的應(yīng)用主要集中在生物合成方面。長鹽土生古菌

MB培養(yǎng)基基礎(chǔ)（Marine Broth Base）是一種專為海洋細菌設(shè)計的富營養(yǎng)液體培養(yǎng)基，由蛋白胨、酵母粉及多種無機鹽組成，pH 7.2–7.6，滲透壓與海水相當(dāng)。配方中氯化鈉濃度約2–3%，并補充鎂、鉀、鈣等海水中主要離子，可瞬時啟動依賴高鹽環(huán)境的嗜鹽菌與耐鹽菌，縮短延滯期。實驗室常規(guī)做法是將培養(yǎng)基干粉溶解于蒸餾水后，補加陳海水或人工海鹽，即可恢復(fù)接近自然海水的離子譜，使挑剔的海洋放線菌、弧菌、假單胞菌等迅速進入對數(shù)生長，用于后續(xù)分離、保藏或活性物質(zhì)篩選。由于海洋微生物常產(chǎn)色素、抗生物質(zhì)及胞外多糖，MB培養(yǎng)基的高營養(yǎng)特性可充分展現(xiàn)這些次級代謝潛能：弧菌在28℃、180 r/min振蕩培養(yǎng)12小時，菌濃即可達10? CFU/mL，菌液呈乳白或淡粉；某些Planococcus則分泌墨藍色素，使整瓶培養(yǎng)液變?yōu)榈逅{，成為天然色素研究的理想起點。若需固體培養(yǎng)，只需補加1.5%瓊脂，即成MBA平板，可在表面涂布沉積物懸液，28℃培養(yǎng)2–3天，挑取形態(tài)各異的單菌落進行16S rDNA鑒定，流程簡潔高效。在質(zhì)量控制方面，MB培養(yǎng)基需用人工海水或陳海水配制，切忌直接使用自來水，以免鈣鎂離子不足或氯殘留抑制菌體；滅菌后若出現(xiàn)沉淀，多為鎂鹽析出，可50℃水浴復(fù)溶，不影響使用。