綠色綠芽菌(Blastochloris viridis)是一株綠色、能出芽的光合細(xì)菌,隸屬α-變形菌綱芽生綠菌屬。菌體圓形至卵圓,具極生鞭毛,可活躍游動(dòng);革蘭氏陰性,無芽孢,不形成芽孢鏈,通過不對(duì)稱出芽繁殖,是光合菌中少見的“芽殖型”。它的培養(yǎng)物呈橄欖綠至翠綠,源于細(xì)菌葉綠素b與類胡蘿卜素的組合,吸收波段集中在700-900 nm近紅外區(qū),可在弱光或近紅外環(huán)境中進(jìn)行不產(chǎn)氧光合,為光能異養(yǎng)生長(zhǎng)提供優(yōu)勢(shì)。更適生長(zhǎng)溫度30℃,pH 6.8-7.5,鹽度0-6%,兼性微好氧,黑暗條件下也能緩慢呼吸增殖,適應(yīng)淡水到河口多種生境。綠色綠芽菌的光合內(nèi)膜為囊泡狀,含Q-8、Q-10、MK-7、MK-9等醌類,G+C mol% 66-71,系統(tǒng)發(fā)育與紅游動(dòng)菌屬更接近。其反應(yīng)中心結(jié)構(gòu)與電子傳遞鏈已被解析,是研究光能轉(zhuǎn)化和人工光合器件的模型生物。應(yīng)用方面,菌株ATCC 19567常用于教學(xué)與科研;因其能利用低級(jí)脂肪酸和多種有機(jī)酸,也被探索用于高濃度有機(jī)廢水處理,可在光照厭氧反應(yīng)器中同步去除COD并回收單細(xì)胞蛋白,為“光合-凈水-資源”一體化提供新思路。隨著合成生物學(xué)發(fā)展,綠色綠芽菌的細(xì)菌葉綠素b合成基因簇已被克隆,為構(gòu)建近紅外驅(qū)動(dòng)細(xì)胞工廠奠定了遺傳基礎(chǔ)。其芽孢可耐沸水煮15分鐘、紫外照射兩小時(shí),噴霧干燥存活率超過90%,為大規(guī)模制劑化提供了便利。湛江弧菌
耐熱芽孢桿菌(Geobacillus stearothermophilus)是微生物世界的“高溫鐵人”。其更適生長(zhǎng)溫度55–65 ℃,芽孢可耐100 ℃沸水2小時(shí)、紫外線輻照8小時(shí)仍存活,被廣用于檢驗(yàn)高壓滅菌效果。該菌的耐熱密碼在于:細(xì)胞膜富含支鏈脂肪酸和鈣-吡啶二羧酸復(fù)合物,降低膜流動(dòng)性;組蛋白樣蛋白緊緊包裹DNA,防止高溫?cái)嗔?;同時(shí)擁有一套高效熱休克蛋白(Hsp)系統(tǒng),可快速修復(fù)變性蛋白。在工業(yè)酶領(lǐng)域,耐熱芽孢桿菌是“催化劑工廠”。其分泌的耐高溫α-淀粉酶在90 ℃、pH 6.0條件下活性比較高,可將淀粉液化時(shí)間縮短一半,廣用于酒精、制糖、紡織退漿,年市場(chǎng)需求超萬噸;耐熱蛋白酶則在60 ℃仍保持80 %活性,可用于洗滌劑,提高低溫洗衣的去污力。此外,該菌還能合成耐高溫木聚糖酶和脂肪酶,在造紙漂白和生物柴油合成中展現(xiàn)潛力。農(nóng)業(yè)與環(huán)境方面,科學(xué)家將其與堆肥菌系復(fù)配,使堆溫迅速升至65 ℃,加速有機(jī)質(zhì)分解,殺滅病原菌和雜草種子,縮短堆肥周期30 %;在油田,耐熱芽孢桿菌可耐受55 ℃、高鹽環(huán)境,利用原油為碳源,產(chǎn)生生物表面活性劑,提高采收率5–8 %。香港橫梗霉這種細(xì)菌因其獨(dú)特的生物學(xué)特性和潛在的應(yīng)用價(jià)值,成為微生物研究中的重要對(duì)象。

擬圓孢線黑粉菌(Filobasidium globisporum)隸屬擔(dān)子菌門、線黑粉目,是一類以凍干粉形式保存、生物危害四類的非模式菌,卻在低溫酶學(xué)與綠色技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)巨大潛力。一、分類與培養(yǎng)特性菌株為乳白色、濕潤(rùn)的酵母狀菌落,更適培養(yǎng)溫度20℃,可在4–10℃長(zhǎng)期冷藏存活2–25年;YPM培養(yǎng)基(甘露醇20g/L、酵母提取物、蛋白胨)即可滿足生長(zhǎng),液體培養(yǎng)需避免長(zhǎng)時(shí)間靜置以保持活性。二、低溫酶工廠在20℃條件下,該菌分泌高活性纖維素酶、β-葡萄糖苷酶和木質(zhì)素降解酶,10℃時(shí)仍保留70%以上酶活,適合冷鏈廢棄物處理、低溫洗滌和紙漿漂白,可節(jié)省蒸汽能耗約20%。三、代謝產(chǎn)物多樣發(fā)酵液中可檢測(cè)抗生物質(zhì)、色素及胞外多糖,對(duì)革蘭氏陽性細(xì)菌具有明顯抑制圈;其胞外多糖乳化力強(qiáng),已作為天然增稠劑用于食品與化妝品小樣試制。四、環(huán)境修復(fù)潛力菌絲體對(duì)苯酚、重金屬Cd2?、Pb2?表現(xiàn)出吸附-降解雙重作用,5d內(nèi)可將50mg/L苯酚降至5mg/L以下,吸附鉛量達(dá)45mg/g,為低溫含酚廢水、重金屬污染水體提供生物修復(fù)候選。五、科研與安全作為四類危害微生物,操作只需BSL-1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室;凍干粉復(fù)蘇快、ITS序列清晰,是研究擔(dān)子菌低溫酶調(diào)控、孢子長(zhǎng)期保存及冷鏈機(jī)制的理想模式菌。
肉湯培養(yǎng)基(測(cè)磷細(xì)菌菌數(shù))是一種把“富營(yíng)養(yǎng)”與“溶磷篩選”合二為一的液體計(jì)數(shù)培養(yǎng)基。它在傳統(tǒng)牛肉膏蛋白胨肉湯基礎(chǔ)上進(jìn)行精簡(jiǎn):牛肉膏3 g、蛋白胨10 g、NaCl 5 g提供碳氮和生長(zhǎng)因子;磷源改為0.2 g難溶性磷酸三鈣,經(jīng)球磨過300目,懸于蒸餾水中呈乳白混懸液;pH調(diào)至7.0±0.2,分裝試管后121℃滅菌15 min,冷卻振蕩重懸即可接種。由于無瓊脂,培養(yǎng)基既保持肉湯的高營(yíng)養(yǎng)促生優(yōu)勢(shì),又以懸浮顆粒Ca?(PO?)?為“磷開關(guān)”,可同步完成溶磷功能驗(yàn)證和菌數(shù)測(cè)定,適用于土壤、根際或堆肥浸出液中溶磷菌群的快速評(píng)估。操作方法沿用比較大可能數(shù)(MPN)法:將樣品按10?1–10??梯度稀釋,各取1 mL加入含5 mL肉湯培養(yǎng)基的螺口管,每稀釋度3重復(fù),28℃靜置培養(yǎng)48 h。溶磷菌生長(zhǎng)使Ca?(PO?)?顆粒被酸溶解,培養(yǎng)液由乳白→局部透明→全管澄清,并伴隨菌膜形成;非溶磷菌雖可增殖,但培養(yǎng)基保持混濁無透亮。以“出現(xiàn)澄清+菌膜”為陽性管,查MPN表即可算出每克樣品的溶磷菌數(shù),全程只需3天,比平板溶磷圈法縮短一半時(shí)間。質(zhì)量控制要點(diǎn):滅菌后磷酸三鈣易沉降,使用前需渦旋混勻;若肉湯本身含磷(牛肉膏批次差異),可先用磷鉬藍(lán)法測(cè)可溶磷,超過5 mg L?1即棄用。死谷芽孢桿菌,名字聽來荒涼,卻是沙漠表層耐命的“綠洲工匠”。

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)。它是一種環(huán)境友好的方法,不需要使用大量的化學(xué)試劑,減少了對(duì)水資源的污染。糞產(chǎn)堿菌
土地鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis terrae)是一種具有重要環(huán)境修復(fù)潛力的微生物。湛江弧菌
環(huán)狀芽孢桿菌(Bacillus circulans)是芽孢桿菌屬的“多面手”,因菌落邊緣呈規(guī)則的環(huán)狀擴(kuò)散而得名。菌體短桿、革蘭氏陽性,具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,更適溫度30–37 ℃,pH 6–9,廣分布于土壤、淡水與海洋沉積物中。一、細(xì)胞壁“”該菌能產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶、β-1,3-葡聚糖酶和纖維素酶,可分解菌細(xì)胞壁、植物殘?bào)w和甲殼類廢料,為碳循環(huán)打開“綠色通道”。實(shí)驗(yàn)室條件下,其幾丁質(zhì)酶粗酶液4 h內(nèi)可降解蟹殼粉60 %,為甲殼素提取提供環(huán)保方案。二、生物防治與促生菌株BC-01分泌circulin A/B環(huán)肽,對(duì)立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達(dá)25 mm;同時(shí)產(chǎn)IAA 20 mg·L?1,使玉米根長(zhǎng)增30 %,吸磷量提22 %。大棚試驗(yàn)每畝滴灌200 g菌粉,黃瓜枯萎病指下降40 %,產(chǎn)量增12 %。三、工業(yè)酶寶庫(kù)環(huán)狀芽孢桿菌的堿性蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比較高,已用于無磷洗滌劑,血漬去污力提升30 %;耐熱β-淀粉酶可將淀粉轉(zhuǎn)化為麥芽糖,糖漿得率提高15 %,為食品與發(fā)酵工業(yè)提供綠色催化劑。四、醫(yī)藥與環(huán)保該菌能合成胞外多糖,具有良好的乳化和增稠性能,已用于面包保鮮,貨架期延長(zhǎng)3天。湛江弧菌