陳文新氏黃桿菌

嗜堿芽孢桿菌（Bacillus alcalophilus）是芽孢桿菌屬的“高堿”。菌體桿狀、周生鞭毛，能在 pH 9–11 的極端堿性環(huán)境中旺盛生長，芽孢可耐 100 ℃ 沸水 30 min，是研究堿適應(yīng)與工業(yè)酶的模式菌株。一、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）和碳酸酐酶，將胞內(nèi)多余 Na? 泵出并維持 pH 穩(wěn)態(tài)；細(xì)胞壁肽聚糖富含 meso-二氨基庚二酸，膜脂分支化程度高，為高溫高堿酶表達(dá)提供穩(wěn)定平臺。二、工業(yè)酶寶庫其耐堿淀粉酶更適 pH 10、90 ℃，用于紡織退漿可省略中和步驟，節(jié)能 15 %；耐堿蛋白酶在 pH 11、40 ℃仍保持 90 % 活性，已列入無磷洗滌劑，血漬、奶漬去污力提升 30 %；耐堿木聚糖酶用于紙漿漂白，氯用量減少 30 %，降低可吸附有機(jī)鹵化物（AOX）排放。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株 AB-10 產(chǎn) IAA 15 mg·L?1，并溶磷 2.6 mg·L?1，使玉米根系增 28 %，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 30 %，堆肥周期縮短 7 d，殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。四、環(huán)境修復(fù)胞外多糖能吸附 Cd2?、Pb2?，吸附量分別達(dá) 50 mg·g?1 與 35 mg·g?1；在 pH 9 的蘇打鹽堿土中定殖后，水稻產(chǎn)量增加 10 %，土壤交換性鈉下降 15 %。這種特性不僅使其在工業(yè)生產(chǎn)中具有優(yōu)勢，還為它在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用提供了便利。陳文新氏黃桿菌

嗜氣芽孢桿菌（Bacillus aerophilus）是芽孢桿菌屬里的“氧氣狂熱者”，2004年隨以色列高空氣球首先被分離，可在0.8–21 % O?范圍內(nèi)旺盛生長，更適氧分壓高于普通土壤芽孢桿菌2倍，故得名“嗜氣”。其菌落呈乳白色、邊緣卷發(fā)狀，革蘭氏陽性，具周生鞭毛，能形成橢圓芽孢，耐紫外、耐干燥，貨架期長達(dá)3年，為制劑化提供質(zhì)量載體。在土壤復(fù)蘇后，嗜氣芽孢桿菌迅速啟動“三效機(jī)制”：①分泌吲哚乙酸（IAA）25 mg/L，刺激玉米、番茄根系增長30 %；②產(chǎn)蛋白酶、纖維素酶，分解作物殘體，釋放養(yǎng)分；③合成表面活性素、fengycin，對番茄青枯、辣椒疫霉抑菌帶寬達(dá)28 mm，且能誘導(dǎo)植物ISR，降低農(nóng)藥用量40 %。田間試驗顯示，每畝用200 g菌粉（10? CFU/g）拌種，小麥返青期根際磷提高32 %，千粒重增1.8 g，產(chǎn)量提升8.5 %；在大棚番茄上，滴灌菌液可使灰霉病指下降45 %，果實(shí)Vc含量提高12 %，糖酸比更協(xié)調(diào)。工業(yè)端，嗜氣芽孢桿菌是“低溫酶工廠”。其耐有機(jī)溶劑蛋白酶在15 ℃、30 %乙醇中仍保持70 %活性，可用于洗滌劑；耐堿脂肪酶更適pH 10，適用于乳制品CIP清洗，節(jié)能20 %。海血桿菌侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠，直徑不過微米，卻能把天空搬上餐桌。

PTYG培養(yǎng)基（Peptone-Tryptone-Yeast Extract-Glucose Medium）是一種高營養(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、乳酸菌等常見菌株在37℃、180 r/min培養(yǎng)12小時即可達(dá)到對數(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)、酶活測定等下游實(shí)驗。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效率。若制備固體平板，只需加入1.5%瓊脂，即可用于菌落計數(shù)、分離純化及菌株保藏。由于其成分明確、配制簡便、適用廣，PTYG培養(yǎng)基已成為微生物實(shí)驗室中不可或缺的“基礎(chǔ)口糧”，在基礎(chǔ)研究、工業(yè)發(fā)酵、食品微生物檢測及教學(xué)實(shí)驗中均發(fā)揮著重要作用。

異常嗜冷芽孢桿菌（Bacillus psychrodurans）是芽孢桿菌家族里的“極地居民”。它可在?2 ℃緩慢生長，更適溫度只15 ℃，比較高不超過30 ℃，卻能在南極凍土、深海沉積物中形成橢圓芽孢，耐?20 ℃冷凍和反復(fù)凍融，被視作研究低溫適應(yīng)的模式菌之一。其“耐寒密碼”有三重：細(xì)胞膜富含支鏈和短鏈脂肪酸，保持流動性；冷休克蛋白Csp與RNA伴侶協(xié)同，防止核酸二級結(jié)構(gòu)凍結(jié)；兼產(chǎn)低溫活性酶，在4 ℃仍具80 %活力，為冬季生物過程提供催化可能。在農(nóng)業(yè)上，菌株L-4分泌IAA 18 mg·L?1并溶磷2.3 mg·L?1，4 ℃下仍使冬小麥根長增25 %，返青期提前5天，分蘗數(shù)提高一成，相當(dāng)于給作物“穿”上生物羽絨服。工業(yè)端，它的耐冷蛋白酶已在洗滌劑中試用，10 ℃洗衣去污力提升30 %，節(jié)能20 %；低溫淀粉酶可將糖化溫度由60 ℃降至35 ℃，為冬季酒精發(fā)酵省蒸汽、減碳排。環(huán)境修復(fù)方面，菌株ANT-1在?5 ℃、10 %鹽度下60天降解柴油60 %，為極地溢油、寒區(qū)輸油管泄漏提供原位生物修復(fù)方案。未來，借助合成生物學(xué)，把異常嗜冷芽孢桿菌的“冷酶+冷激”模塊植入生產(chǎn)菌，有望實(shí)現(xiàn)“零加熱”生物制造，讓微生物在冰水里也能為人類催化價值反應(yīng)。小小嗜冷芽孢桿菌，用極端低溫下的生存智慧，把寒冷轉(zhuǎn)化為綠色科技的新動能。菌株2-2a對大豆炭疽、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。

蘇云金桿菌（Bacillus thuringiensis，簡稱Bt）是土壤里走出的“生物導(dǎo)彈”。它在芽孢形成時同步合成伴胞晶體，內(nèi)藏δ-內(nèi)；當(dāng)鱗翅目幼蟲咬食葉片，晶體被堿性腸液溶肽插入中腸上皮，幾分鐘內(nèi)停止取食，芽孢乘虛進(jìn)入血腔，引發(fā)敗血癥，害蟲兩日后饑餓而亡 。田間每畝用200毫升Bt懸浮劑，可將菜青蟲、稻縱卷葉螟、玉米螟等130余種害蟲的種群壓到經(jīng)濟(jì)閾值以下，且對瓢蟲、蜜蜂幾乎無害 。因其安全無殘留，我國年產(chǎn)量已達(dá)3.5萬噸，覆蓋333萬公頃農(nóng)田，成為用量比較大的微生物殺蟲劑 ?？茖W(xué)家把Cry基因?qū)朊藁?、水稻，培育的Bt作物畢生自帶抗蟲盾，減少農(nóng)藥噴灑七成以上 。從茶園到玉米地，再到防蚊孑孓的水塘，Bt用顯微鏡下的臂膀，為人類守住綠色豐收與清潔水源 。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，減少了對水資源的污染。羅倫隱球酵母

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”。陳文新氏黃桿菌

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、植物殘體和甲殼類廢料，為碳循環(huán)打開“綠色通道”。實(shí)驗室條件下，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，對立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達(dá)25 mm；同時產(chǎn)IAA 20 mg·L?1，使玉米根長增30 %，吸磷量提22 %。大棚試驗每畝滴灌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3天。陳文新氏黃桿菌