北京棒桿菌

施氏芽孢桿菌（Bacillus smithii）是芽孢桿菌屬中少見(jiàn)的“高溫工匠”，標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)，更適溫度 55 ℃，芽孢耐 100 ℃沸水 2 h 仍存活，是驗(yàn)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(guó)團(tuán)隊(duì)從湖南鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2（保藏號(hào) 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(jī)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(shí)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(chǎng)”。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(gè)，對(duì)后期倒伏有明顯緩解作用。解硫胺素類(lèi)芽孢桿菌還具有生物轉(zhuǎn)化能力，能夠?qū)⒁恍?fù)雜的有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為更有價(jià)值的產(chǎn)物。北京棒桿菌

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(chēng)為“空白畫(huà)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。米曲霉平展變種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(lèi)工業(yè)、農(nóng)業(yè)和環(huán)保打開(kāi)一扇“高溫之門(mén)”。

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(xì)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(zhǎng)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(jié)構(gòu)，對(duì)立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達(dá)26mm；同時(shí)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(zhì)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(dǎo)黃瓜、生菜根系增30%，葉綠素提高2SPAD單位；大棚試驗(yàn)顯示，畝施200g菌粉可使番茄Vc增加12%，糖酸比更協(xié)調(diào)，貨架期延長(zhǎng)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(xué)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(lái)展望借助合成生物學(xué)，將花園芽孢桿菌的降毒、促生、耐冷模塊植入枯草底盤(pán)，可構(gòu)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(zhì)，讓花園芽孢桿菌從“花園”走向更廣闊的大地。

格雷厄姆氏根瘤菌是豆科家族里更“挑剔”的房客，卻只認(rèn)花生這一位房東。它自帶“門(mén)禁卡”——特殊的Nod因子，能精細(xì)識(shí)別花生根毛分泌的染料木苷，兩者對(duì)接成功，根毛便卷曲成螺旋，把菌請(qǐng)進(jìn)“地下別墅”。隨后，細(xì)菌釋放信號(hào)，誘導(dǎo)根部細(xì)胞分裂，三天鼓出乳白根瘤，像給根系掛上微型氮肥廠(chǎng)。瘤內(nèi)氧氣被植物合成的豆血紅蛋白調(diào)到納摩級(jí)，固氮酶安全開(kāi)工，將空氣中惰性的N?轉(zhuǎn)化為NH??，晝夜輸送給花生，畝產(chǎn)蛋白因此提升三成，農(nóng)戶(hù)少施20公斤尿素，卻多收一筐飽滿(mǎn)果仁。更妙的是，收獲后根瘤遺落田間，氮素緩慢釋放，后茬小麥吸氮量提高15%，土壤硝態(tài)淋失減少四成，地下水不再“又咸又綠”。如今，科研團(tuán)隊(duì)把菌液做成鋁箔袋裝，拌種即可，比化肥便宜三成，卻無(wú)污染；還植入耐旱基因，讓它在華北旱地也能結(jié)瘤。小小格雷厄姆氏根瘤菌，用微米之軀撬動(dòng)綠色農(nóng)業(yè)，讓藍(lán)天少一縷煙，田里多一季香。解蛋白奇異球菌的培養(yǎng)相對(duì)容易，通常在特定的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)良好。

PTYG培養(yǎng)基（Peptone-Tryptone-Yeast Extract-Glucose Medium）是一種高營(yíng)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(guān)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(bǔ)水至1 L，pH調(diào)至7.0±0.2，適用于大多數(shù)異養(yǎng)細(xì)菌、酵母及絲狀菌的快速增殖與代謝研究。該培養(yǎng)基營(yíng)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(dòng)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(jiàn)菌株在37℃、180 r/min培養(yǎng)12小時(shí)即可達(dá)到對(duì)數(shù)后期，菌濃可達(dá)10? CFU/mL以上，適合用于質(zhì)粒提取、蛋白表達(dá)、酶活測(cè)定等下游實(shí)驗(yàn)。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(qiáng)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(zhǎng)效率。若制備固體平板，只需加入1.5%瓊脂，即可用于菌落計(jì)數(shù)、分離純化及菌株保藏。由于其成分明確、配制簡(jiǎn)便、適用廣，PTYG培養(yǎng)基已成為微生物實(shí)驗(yàn)室中不可或缺的“基礎(chǔ)口糧”，在基礎(chǔ)研究、工業(yè)發(fā)酵、食品微生物檢測(cè)及教學(xué)實(shí)驗(yàn)中均發(fā)揮著重要作用。對(duì)白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成；同時(shí)誘導(dǎo)植物開(kāi)啟系統(tǒng)抗性，番茄未染病就先“武裝”葉片。黃色黃桿菌

更妙的是，它能分解有機(jī)磷長(zhǎng)鏈，釋放正磷酸供作物吸收，相當(dāng)于給土壤配了“微肥”。北京棒桿菌

無(wú)機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)基（不含瓊脂）是專(zhuān)為“溶磷菌”篩選與活性測(cè)定設(shè)計(jì)的合成液體培養(yǎng)基。其配方精髓在于“難溶磷”：磷酸三鈣〔Ca?(PO?)?〕以懸浮顆粒形式存在，不提供任何磷；葡萄糖或甘露醇擔(dān)任碳源，硫酸銨為氮源，并輔以Mg2?、K?、微量元素及磷酸鹽緩沖液，pH穩(wěn)定在6.8–7.2。唯有能分泌有機(jī)酸、質(zhì)子或磷酸酶的細(xì)菌，方可將不溶性磷轉(zhuǎn)化為可溶PO?3?，供自身同化并釋放到液相中，使原本乳白的懸濁液逐漸澄清，上清有效磷濃度上升，實(shí)現(xiàn)“溶磷”可視化與可量化。實(shí)驗(yàn)流程簡(jiǎn)潔高效：250 mL三角瓶裝50 mL培養(yǎng)液，接入土壤或根際稀釋液，28℃、170 r/min振蕩培養(yǎng)5–7天；每24 h取樣離心，鉬銻抗比色法測(cè)定鉬藍(lán)吸光度，繪制“溶磷-時(shí)間”曲線(xiàn)。高效菌株72 h內(nèi)上清磷濃度可突破200 mg·L?1，pH降至4.5以下，溶磷率與酸度呈明顯負(fù)相關(guān)。若需高通量比較，可改用96深孔板，同步測(cè)定OD???與可溶性磷，計(jì)算單位生物量溶磷效率，快速鎖定優(yōu)良菌株。質(zhì)量控制要點(diǎn)：滅菌后磷酸三鈣易沉降，使用前需渦旋或磁力攪拌重懸；背景可溶磷須低于0.5 mg·L?1，避免假陽(yáng)性。儲(chǔ)存過(guò)程若出現(xiàn)絮凝，多為鈣-蛋白復(fù)合物，可超聲打散，不影響活性。北京棒桿菌