耐熱芽孢芽孢桿菌(Geobacillus stearothermophilus,舊稱Bacillus stearothermophilus)是微生物世界的“高溫鐵人”。其更適生長溫度55–65 ℃,芽孢可耐100 ℃沸水2小時、紫外線輻照8小時仍存活,被廣用于檢驗高壓滅菌效果。該菌的耐熱密碼在于:細胞膜富含支鏈脂肪酸和鈣-吡啶二羧酸復(fù)合物,降低膜流動性;組蛋白樣蛋白緊緊包裹DNA,防止高溫斷裂;同時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,可將淀粉液化時間縮短一半,廣用于酒精、制糖、紡織退漿,年市場需求超萬噸;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%。它能夠耐受高劑量的輻射,這使其在研究微生物的輻射抗性和DNA修復(fù)機制方面具有重要價值。燼灰刺孢鏈霉菌
MY培養(yǎng)基(Malt-Yeast Extract Medium)是“麥芽-酵母”雙營養(yǎng)的經(jīng)典富集培養(yǎng)基,配方簡潔卻營養(yǎng)爆棚:麥芽浸粉20 g、酵母粉4 g、葡萄糖10 g,補水至1 L,pH自然5.6±0.2,無需調(diào)節(jié)即可釋放麥芽淀粉酶持續(xù)供糖,形成“緩釋碳源”效應(yīng)。其低pH與高還原糖組合,既能抑制多數(shù)細菌蔓延,又為酵母、絲狀菌及嗜酸微藻提供“即食”氮碳,是實驗室搖瓶、工業(yè)菌種活化與次級代謝研究的“第一步”。在釀酒酵母中,30℃、200 r/min培養(yǎng)16 h,OD???輕松破1.5,細胞活性>95%,直接轉(zhuǎn)接乙醇發(fā)酵罐可縮短延滯期6 h;若用于產(chǎn)赤霉素藤倉鐮刀菌,只需將葡萄糖降至5 g,并補加0.5 g NH?NO?,28℃靜置5天,赤霉素GA?產(chǎn)量可達320 mg L?1,比PDB提高40%。MY培養(yǎng)基的另一優(yōu)勢是“可視化”:含2%瓊脂即成MYA平板,菌落形態(tài)飽滿、色素鮮艷,青霉呈藍綠,紅酵母顯玫瑰紅,常被用作教學(xué)示范板。質(zhì)量控制亦輕松:高壓后若顏色加深,說明美拉德反應(yīng)過度,可改用115℃滅菌20 min;室溫存放1個月仍澄清,即可繼續(xù)使用。憑借其組分明確、成本低廉、配制快速,MY培養(yǎng)基已從傳統(tǒng)釀酒實驗室走向合成生物學(xué)、次級代謝與益生菌高密度發(fā)酵,成為微生物學(xué)家手中“養(yǎng)菌如泡茶”的經(jīng)典底牌。植物內(nèi)芽胞桿菌科學(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。

紡錘形賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus fusiformis)是土壤里的“多面小鋼炮”。菌體直桿、常成鏈排列,革蘭氏陽性,周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,耐干燥、耐酸堿,正面黃色、濕潤小菌落,易挑取,是實驗室常見模式菌株。一、綠色防控菌株CGMCC No.28950對南方根結(jié)線蟲防效突出,盆栽試驗蟲口密度降70 %;同步產(chǎn)蛋白酶、幾丁質(zhì)酶,破壞蟲卵壁,為蔬菜連作障礙提供化學(xué)殺線劑的替代方案。二、促生提質(zhì)該菌溶磷量達277 mg kg?1,解鉀能力明顯,可分泌IAA,使玉米、番茄根系增30 %,吸磷量提棚試驗每畝滴灌200 g菌粉,番茄Vc含量提高12 %,糖酸比更協(xié)調(diào),貨架期延長5天。三、環(huán)境修復(fù)貴州大學(xué)團隊利用菌株GZU-Lys01轉(zhuǎn)化煤矸石中難溶磷鉀為植物可吸收養(yǎng)分,制備微生物肥料;還能礦化固定垃圾焚燒底灰和尾礦中的Cd、Pb,吸附量分別達50 mg g?1與35 mg g?1,為礦區(qū)復(fù)墾提供低成本方案。四、工業(yè)酶潛力該菌產(chǎn)果膠酶活性高,可在25 ℃、pH 8條件下水解果膠,為果汁澄清、麻類脫膠提供低溫酶源;耐堿蛋白酶已在洗滌劑中試用,10 ℃下去污力提升30 %,節(jié)能20 %。
PS培養(yǎng)基(Peptococcus Broth),又名消化球菌肉湯,是專為厭氧革蘭陽性球菌——消化球菌屬(Peptococcus)及消化鏈球菌(Peptostreptococcus)等嚴苛厭氧菌設(shè)計的富營養(yǎng)液體培養(yǎng)基。關(guān)鍵配方含胰酪蛋白胨15 g、酵母粉5 g、葡萄糖5 g、L-半胱氨酸0.5 g、NaCl 5 g,補水至1 L,pH 7.2±0.1。L-半胱氨酸兼具還原與硫源,可瞬間降低氧化還原電位至-200 mV,無需額外預(yù)還原,即開即用;葡萄糖提供可發(fā)酵碳源,使菌體在6 h內(nèi)進入對數(shù)期,12 h活菌數(shù)可達10? CFU/mL,滿足快速擴增需求。臨床檢驗中,PS培養(yǎng)基常被用于厭氧菌血培養(yǎng)增菌:將5 mL靜脈血直接注入含PS的真空厭氧瓶,35℃靜置培養(yǎng)48 h,若瓶底出現(xiàn)絮狀沉淀、培養(yǎng)液混濁并伴酸臭,即提示可能存在消化球菌或厭氧鏈球菌沾染;結(jié)合MALDI-TOF質(zhì)譜,可在72 h內(nèi)完成種水平鑒定,比傳統(tǒng)厭氧平板法縮短2天??蒲蓄I(lǐng)域,PS肉湯亦是研究厭氧菌鐵代謝、短鏈脂肪酸產(chǎn)量的優(yōu)先平臺:只需在基礎(chǔ)液中去除葡萄糖,換用可溶性淀粉或乳酸鈉,即可考察不同碳源對丁酸、己酸合成路徑的影響;若添加0.1 %血紅素,更能啟動厭氧呼吸鏈,使細胞干重提升30%。質(zhì)量控制方面,PS培養(yǎng)基滅菌后應(yīng)呈淺黃色透明,若氧化變粉,需棄用。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,從而減少農(nóng)藥的使用。

嗜鹽鹽漬微菌(Halomonas sp.)是一類生活在海水、鹽湖、鹽堿土壤等高鹽環(huán)境中的革蘭氏陰性桿菌,更適 NaCl 濃度 3 %,但可在 1 %–25 % 鹽度范圍內(nèi)存活,堪稱“輕-中嗜鹽標兵”。菌落乳白色、邊緣整齊,短桿狀細胞具單極鞭毛,能形成胞外多糖,既吸附 Na? 緩解滲透脅迫,又便于自身在固體表面形成生物膜。其耐鹽策略采用“相容溶質(zhì)”模式:細胞內(nèi)大量積累四氫嘧啶(ectoine)和脯氨酸,不干擾酶活;膜脂含磺化糖蛋白 S 層,負電荷屏蔽高陽離子,維持膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。因此,在鹽度突變、重金屬并存時仍能快速繁殖。環(huán)境工程上,Halomonas sp. 是“高鹽脫氮王”。新疆鹽湖菌株 5505 在 8 % NaCl 下對氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮去除率分別達 100 %、94 % 和 74 %,氮素主要通過同化作用進入菌體,污泥產(chǎn)量低,為高鹽廢水生物凈化提供了高效菌種資源。另有菌株 PH4-5 可在 3 %–12 % 鹽度下降解苯酚,68 h 去除率 > 90 %,為含鹽含酚工業(yè)廢水處理帶來新思路。農(nóng)業(yè)方面,Halomonas 能溶解鉀長石、釋放鉀,并分泌 IAA 促進作物根系在鹽堿地生長;與藻共生時,還可利用微藻釋放的甘油作碳源,實現(xiàn)“菌-藻”聯(lián)合修復(fù)高鹽鹽堿土。更妙的是,它能分解有機磷長鏈,釋放正磷酸供作物吸收,相當于給土壤配了“微肥”。圓弧青霉
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,減少了對水資源的污染。燼灰刺孢鏈霉菌
包姜氏液體培養(yǎng)基基礎(chǔ)(BGA Broth Base)是為培養(yǎng)姜苗根莖共生促生菌而設(shè)計的富氮液體培養(yǎng)基,由包頭師范學(xué)院與姜科作物團隊共同優(yōu)化,故得“包姜”之名。其配方以酪蛋白胨與大豆木瓜酶消化物提供與緩釋氨基酸,酵母粉補充B族維生素和微量元素,可溶性淀粉作碳源,既避免葡萄糖過量產(chǎn)酸,又模擬根莖分泌物成分;特別添加0.3% K?HPO?與0.2% MgSO?,緩沖能力強,可中和菌體代謝酸,維持pH 6.8–7.0,滿足假單胞菌、芽孢桿菌及稀有放線菌的同步增殖。實際應(yīng)用中,1 L培養(yǎng)基接種5 mL姜塊研磨液,28℃、160 r/min振蕩培養(yǎng)24 h,菌濃即可達2×10? CFU/mL,菌液呈淡棕、微粘,帶新鮮生姜清香;繼續(xù)補糖發(fā)酵可產(chǎn)胞外多糖1.2 g/L,對番茄、辣椒具明顯促根活性。若需固體分離,補加1.2%瓊脂即得BGA平板,可直觀觀察菌落形態(tài):有效菌株多呈乳白、邊緣波狀,48 h后在365 nm紫外下可見藍綠色熒光,與16S rDNA序列聯(lián)用,可在72 h內(nèi)完成“功能—種屬”雙重鑒定。質(zhì)量控制上,BGA培養(yǎng)基需用去離子水配制,高壓滅菌后若出現(xiàn)輕微沉淀,為鎂—磷復(fù)合物,50℃水浴搖勻即可;儲存過程若液體變黃,提示淀粉水解過度,應(yīng)廢棄。燼灰刺孢鏈霉菌