紫色鏈霉菌琥珀變種

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(zhǎng)，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(tái)。二、工業(yè)酶寶庫(kù)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 %。解硫胺素類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。紫色鏈霉菌琥珀變種

乳酸鐵營(yíng)養(yǎng)瓊脂（Lactose Iron Nutrient Agar）是一種兼具選擇性、鑒別性與營(yíng)養(yǎng)性的復(fù)合培養(yǎng)基，常用于食品、水質(zhì)及臨床標(biāo)本中革蘭陰性腸道菌的快速分離與初步鑒定。其關(guān)鍵原理在于“雙指示”設(shè)計(jì)：乳糖作為可發(fā)酵碳源，與鐵鹽共同構(gòu)成判別系統(tǒng)——能發(fā)酵乳糖的菌株產(chǎn)酸，使酚紅指示劑由紅變黃；若同時(shí)產(chǎn)氣，則可在培養(yǎng)基內(nèi)形成氣泡或裂縫。而鐵離子的加入，讓具備硫化氫（H?S）生成酶的細(xì)菌（如某些變形桿菌、沙門氏菌）將硫代硫酸鈉還原，與Fe2?結(jié)合生成黑色FeS沉淀，菌落中心呈現(xiàn)特征性黑心，實(shí)現(xiàn)“一眼辨菌”。配方上，乳酸鐵營(yíng)養(yǎng)瓊脂在營(yíng)養(yǎng)瓊脂基礎(chǔ)上添加1%乳糖、0.02%硫代硫酸鈉與0.02%檸檬酸鐵銨，pH調(diào)至7.4±0.2，既保證腸桿菌科的基本營(yíng)養(yǎng)需求，又通過高糖與鐵鹽抑制部分非目標(biāo)菌的過度生長(zhǎng)。傾注平板后呈淡紅色半透明，若室溫存放出現(xiàn)泛黃，說明培養(yǎng)基已酸化，需棄用。接種時(shí)，多采用分區(qū)劃線，35℃培養(yǎng)18–24小時(shí)即可讀取結(jié)果：乳糖發(fā)酵陽(yáng)性菌（如大腸埃希菌）形成黃色、邊緣整齊的大菌落；乳糖陰性菌（如志賀菌）則保持紅色；若菌落中心發(fā)黑，則提示H?S陽(yáng)性，需進(jìn)一步做血清學(xué)或質(zhì)譜確認(rèn)。鹽生枝芽孢桿菌奇異水螺菌還被用于生物防治，其產(chǎn)生的物質(zhì)可以抑制一些植物病原菌的生長(zhǎng)，從而減少農(nóng)藥的使用。

死谷芽孢桿菌，名字聽來荒涼，卻是沙漠表層更耐命的“綠洲工匠”。它更初在美國(guó)死谷鹽殼下被分離，能在55℃、鹽濃度15%的“鹵水”里悠然萌發(fā)，芽孢外壁含特殊酸性肽聚糖，像給細(xì)胞穿陶瓷甲，紫外線、干燥、氧化齊攻亦難破。農(nóng)業(yè)學(xué)家把它請(qǐng)進(jìn)西北鹽堿地，菌體復(fù)蘇后分泌環(huán)脂肽，既松解板結(jié)土粒，又搶占根際生態(tài)位，抑制鐮刀菌、絲核菌，使向日葵爛根率降四成；同時(shí)釋放胞外多糖，裹住鈉離子，降低植物鹽分脅迫，畝產(chǎn)油脂提高一成。更妙的是，它能將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為有效磷，相當(dāng)于自帶“微肥”?？蒲袌F(tuán)隊(duì)用玉米漿發(fā)酵，把芽孢制成黑色粉劑，滴灌進(jìn)新疆棉田，三年下來，土壤氯鹽下降15%，棉花出苗率升兩成，農(nóng)藥減施三成。如今，科學(xué)家正給它插入耐旱基因，希望讓戈壁也長(zhǎng)出稻浪。小小死谷芽孢桿菌，用微觀之軀喚醒沉睡的鹽堿，為人類奪回被鹽分侵占的耕地，讓荒涼名不副實(shí)，讓沃野重獲新生。

蘇云金桿菌（Bacillus thuringiensis，簡(jiǎn)稱Bt）是土壤里走出的“生物導(dǎo)彈”。它在芽孢形成時(shí)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(duì)瓢蟲、蜜蜂幾乎無害 。因其安全無殘留，我國(guó)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 。科學(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 。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。

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?？茖W(xué)家正給它植入耐旱、耐鹽基因，讓它在西北旱地也能結(jié)瘤。諾爾斯氏鏈霉菌

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。紫色鏈霉菌琥珀變種

膠凍樣類芽孢桿菌（Paenibacillus mucilaginosus）是土壤里會(huì)“熬膠”的硅酸鹽細(xì)菌。菌落圓潤(rùn)、表面像果凍，能把礦物中的鉀、磷、硅一股腦解離出來，被農(nóng)民親切地稱作“天然第二鉀肥廠”。一、解礦機(jī)制它分泌多糖和有機(jī)酸，在鉀長(zhǎng)石表面形成生物膜，質(zhì)子交換+絡(luò)合雙管齊下，把難溶的礦物鉀轉(zhuǎn)化為可溶性鉀，盆栽試驗(yàn)顯示，土壤鉀含量可提高25%，相當(dāng)于每畝白撿3公斤K?O。二、促生抗逆產(chǎn)IAA、 gibberellin，刺激玉米、土豆側(cè)根激增30%；生成的胞外多糖保水又固粒，使沙壤土含水率提升8%，幫助作物度過春旱。三、田間成績(jī)山東大蔥示范區(qū)，畝施200g（10? CFU/g）菌粉，蔥白粗度增加0.3 cm，產(chǎn)量提高12%，化肥鉀用量降20%；寧夏葡萄溝灌后，糖酸比更協(xié)調(diào)，果粉增厚，貨架期延長(zhǎng)5天。四、工業(yè)發(fā)酵以糖蜜-玉米漿為培養(yǎng)基，28℃、200 r/min發(fā)酵36 h，芽孢數(shù)可達(dá)5×10? CFU/mL，噴霧干燥存活率>90%，與腐熟雞糞造粒，制成“生物硅鉀肥”，存放18個(gè)月活菌仍大于2億/克。五、未來方向科學(xué)家正把耐鹽堿、耐重金屬基因簇導(dǎo)入該菌，構(gòu)建“解鉀-降鹽-鈍化鎘”三合一工程菌，讓鹽堿灘、礦區(qū)復(fù)墾地也能長(zhǎng)出高產(chǎn)莊稼。紫色鏈霉菌琥珀變種