解淀粉芽孢桿菌是土壤里藏著的一把“生物刀”。它在營(yíng)養(yǎng)充足時(shí)長(zhǎng)成桿狀,一遇干旱、高溫便縮成厚壁芽孢,可耐沸水煮十分鐘、紫外曝曬三小時(shí),十年后遇水仍能萌發(fā)。復(fù)蘇后,它先分泌α-淀粉酶、葡聚糖酶,把作物根際的淀粉、果膠切成低聚糖,搶得碳源,同時(shí)釋放表面活性素、伊枯草菌素等脂肽,像微型剪刀刺破病原菌膜,對(duì)白絹、枯萎、灰霉的抑制率超過七成;還能誘導(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(yàn)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(shí)仍青亮。更妙的是,它能將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為有效磷,并分泌植物素前體,使玉米須根量增三成,畝產(chǎn)提8%。東北連作大豆田因它緩解“磷饑餓”,減少化肥施用量一成。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(yùn)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。解淀粉芽孢桿菌用肉眼看不見的臂膀,托住綠色農(nóng)業(yè)的明天:讓農(nóng)藥瓶少一個(gè),飯碗多一粒,也讓板結(jié)的土地重新呼吸。它能夠高效地分解硫胺素,生成多種有用的代謝產(chǎn)物,如核苷酸和氨基酸。粉紅單端孢
球芽孢桿菌(Bacillus sphaericus)是芽孢桿菌屬里的“圓球”,因細(xì)胞呈規(guī)整桿狀、芽孢卻近球形而得名。它廣分布于土壤、淡水及蚊幼蟲孳生水體,對(duì)堿性環(huán)境(pH 9–10)和高溫(50 ℃)具有良好耐受性,是兼具環(huán)境治理與生物防治雙重價(jià)值的稀有菌種。一、殺蚊利器球芽孢桿菌更被稱道的是其對(duì)蚊幼蟲的專一毒力。菌株2362在芽孢形成期同步產(chǎn)生二元素蛋白(BinA/BinB),被庫蚊、按蚊幼蟲攝食后,素在中腸結(jié)合受體,造成離子失衡、麻痹死亡,24 h致死率可達(dá)95 %以上,而對(duì)魚類、哺乳動(dòng)物幾乎無害。WHO已將其列入“全球媒介生物防治推薦菌劑”,并制成可濕性粉劑或緩釋顆粒,用于登革熱、瘧疾高發(fā)區(qū)的蚊媒控制,年撒施面積逾千萬公頃。二、環(huán)境修復(fù)球芽孢桿菌還能分泌堿性蛋白酶和脂肪酶,在pH 10、45 ℃條件下仍保持80 %活性,可用于高堿含油廢水處理。實(shí)驗(yàn)表明,向煉油廢水中投加10? CFU mL?1菌液,7天COD去除率提升30 %,污泥量減少25 %,為高鹽高堿工業(yè)廢水提供低成本生物強(qiáng)化方案。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株IAB-109對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉具明顯拮抗作用,抑菌帶寬20 mm;同時(shí)產(chǎn)IAA 15 mg L?1,盆栽玉米根長(zhǎng)增28 %,產(chǎn)量提10 %。肉色曲霉它是一種環(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。

擬近緣鞘孢菌(Chalara pseudoaffinis)是子囊菌門、盤菌亞綱、囊菌目下的絲狀菌,更早在中國(guó)內(nèi)蒙古阿爾山杜鵑湖湖水中被分離得到 。菌落灰白色,基質(zhì)菌絲發(fā)達(dá),可形成瓶梗式分生孢子器,產(chǎn)橢圓形分生孢子,需氧、耐低溫,4 ℃仍可緩慢生長(zhǎng),適合作為冷鏈環(huán)境研究模型 。生態(tài)功能方面,該菌能分泌一系列細(xì)胞壁降解酶,可分解落葉與植物殘?bào)w中的纖維素和半纖維素,促進(jìn)有機(jī)質(zhì)礦化,為水體微生物提供碳源 。初步試驗(yàn)表明,其培養(yǎng)濾液對(duì)灰霉、菌核等植物病原菌具有拮抗活性,抑菌圈直徑15–20 mm,同時(shí)可產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶,破壞線蟲卵殼,盆栽試驗(yàn)使番茄根結(jié)線蟲侵染率下降40 %,顯示出開發(fā)低溫生防制劑的潛力 。工業(yè)應(yīng)用上,擬近緣鞘孢菌的低溫酶系活性突出,10 ℃條件下纖維素酶和β-葡萄糖苷酶仍保持70 %以上活力,可用于冷鏈廢棄物降解、低溫洗滌或紙漿漂白,節(jié)能20 %并減少高溫處理成本 。此外,其耐冷特性使其成為教學(xué)與科研中常用的“冷鏈模式菌”,高校常利用其進(jìn)行低溫生長(zhǎng)、酶學(xué)及系統(tǒng)發(fā)育實(shí)驗(yàn),安全等級(jí)為四類,操作簡(jiǎn)便 。
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。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)戶少施20公斤尿素,卻多收一筐飽滿果仁。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。解硫胺素類芽孢桿菌作為一種多功能的微生物,具有泛的應(yīng)用前景。

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 %。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。土壤哈薩克斯坦酵母
這些功能對(duì)于理解和改善全球溫室氣體排放具有重要意義,也為制定環(huán)境保護(hù)策略提供了科學(xué)依據(jù)。粉紅單端孢
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)酸無干擾。質(zhì)量控制也輕松:高壓后若顏色發(fā)黃,說明葡萄糖與氨基酸高溫反應(yīng),可改用過濾除菌;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。粉紅單端孢