短波單胞菌

BM液體培養(yǎng)基，全名Basal Mineral Liquid Medium，是微生物學(xué)界公認(rèn)的“極簡(jiǎn)配方”。它只提供生命必需的礦物元素：K?HPO? 1.0 g、KH?PO? 1.0 g、MgSO?·7H?O 0.2 g、CaCl?·2H?O 0.02 g、Fe-EDTA 0.01 g，加蒸餾水至1 L，pH 6.5±0.1，無碳、無氮、無有機(jī)微量元素，因此也被稱為“空白畫布”。研究者可根據(jù)目標(biāo)菌的代謝特點(diǎn)，精確添加單一碳源（如葡萄糖、苯甲酸、甲烷）、氮源（如NH?Cl、NO??或尿素）及特定金屬，實(shí)現(xiàn)代謝通路、降解基因或耐受機(jī)制的單變量研究。BM的高純度與低背景使其成為環(huán)境微生物分離的優(yōu)先。取河水或土壤浸提液，經(jīng)0.22 μm過濾除菌后，取1 mL加入含BM的50 mL血清瓶，再投加目標(biāo)污染物（如50 mg L?1多環(huán)芳烴），28℃、150 r/min培養(yǎng)7天，即可富集到以該污染物為碳能源的降解菌群。繼代3次后，稀釋涂布于含BM的固體平板，菌落純化率可達(dá)90%以上，極大減少雜菌干擾。此外，BM培養(yǎng)基在合成生物學(xué)中亦扮演重要角色。研究者可在BM中添加特定濃度的13C-葡萄糖或1?N-NH?Cl，實(shí)現(xiàn)全菌體同位素標(biāo)記，為蛋白質(zhì)組、代謝流分析提供干凈背景；也可通過缺鐵、缺鋅的BM，研究金屬調(diào)控蛋白的功能。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。短波單胞菌

耐鹽魏斯氏菌（Weissella spp.）是一類革蘭氏陽性、兼性厭氧的乳酸菌，廣存在于醬油、泡菜、奶酪等高鹽發(fā)酵食品中。該菌屬成員如融合魏斯氏菌（W. confusa）、食竇魏斯氏菌（W. cibaria）和類腸膜魏斯氏菌（W. paramesenteroides）均表現(xiàn)出優(yōu)異的耐鹽性能，能在18% NaCl的高鹽環(huán)境中保持活性，其中W. paramesenteroides的耐鹽性和低溫生長(zhǎng)能力尤為突出，成為醬醪發(fā)酵中的優(yōu)勢(shì)菌種。耐鹽魏斯氏菌不僅能適應(yīng)高滲透壓環(huán)境，還能通過合成胞外多糖（EPS）、有機(jī)酸和細(xì)菌素等代謝產(chǎn)物，賦予發(fā)酵食品獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地。例如，W. confusa的EPS產(chǎn)量可達(dá)3.34 g/L，明顯改善產(chǎn)品的乳化性和口感；W. cibaria在泡菜發(fā)酵前期可迅速提升乳酸和乙酸含量，增強(qiáng)產(chǎn)品醇香風(fēng)味。此外，部分菌株還具備抑菌、抗氧化和降膽固醇等益生特性，對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等病原菌有抑制作用，并能降解甘油三酯和膽固醇，展現(xiàn)出開發(fā)為功能性益生菌的潛力。綜上所述，耐鹽魏斯氏菌憑借其高鹽適應(yīng)性、代謝多樣性和益生功能，在傳統(tǒng)發(fā)酵食品和現(xiàn)代功能性食品開發(fā)中均具有廣闊的應(yīng)用前景。假單孢菌屬這種芽孢桿菌能夠分泌多種酶，如果膠酶、纖維素酶和木質(zhì)素酶等。

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”。科研團(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。

甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌是土壤里的“碳鏈煉金師”。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。菌體在含甲醇的培養(yǎng)基中迅速萌發(fā)，分泌甲醇脫氫酶，將有毒的甲醇先氧化為甲醛，再經(jīng)RuMP循環(huán)固定為果糖-6-磷酸，既獲得能量，又合成自身所需碳骨架。整套反應(yīng)在pH 7、30℃下效率比較高，甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)理論值的92%，遠(yuǎn)高于化學(xué)催化。更難得的是，它同時(shí)是一株“生物兵工廠”。在利用甲醇的同時(shí)，甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌能合成表面活性素、泛革素等脂肽，對(duì)黃瓜枯萎、辣椒疫霉、番茄青枯的抑菌帶寬達(dá)25-30毫米；其揮發(fā)性的3-甲基-1-丁醇、2-甲基吡嗪可誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性，使棉花黃萎病指下降40%。田間試驗(yàn)表明，每畝用200克菌粉滴灌，玉米根際甲醇天然濃度降低60%，植株葉綠素提高1.5個(gè)SPAD單位，產(chǎn)量增加8%，且農(nóng)藥使用量減少三成。工業(yè)端，科研團(tuán)隊(duì)把聚-γ-谷氨酸合成酶基因?qū)爰谆鶢I(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌，使其在消耗甲醇的同時(shí)產(chǎn)出高黏度γ-PGA，可作為保水劑、絮凝劑或醫(yī)用敷料；5噸罐分批發(fā)酵，γ-PGA產(chǎn)量達(dá)25 g/L，成本比傳統(tǒng)谷氨酸發(fā)酵低20%。此外，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。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。

克氏芽孢桿菌（Bacillus kochii）是芽孢桿菌屬的新成員，2006年由德國(guó)科學(xué)家從高溫堆肥中分離，命名致敬現(xiàn)代微生物學(xué)奠基人羅伯特·科赫。菌體桿狀、革蘭氏陽性，可形成橢圓芽孢，更適溫度45–55 ℃，pH 6.5–8.5，兼具“嗜熱+解磷+拮抗”三重技能，是土壤微生態(tài)研究的熱點(diǎn)菌種。一、解磷促生菌株TP-6分泌葡萄糖酸、乳酸和磷酸酶，可將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷277 mg·kg?1，盆栽玉米根際有效磷提高42 %，植株干重增加30 %；同時(shí)產(chǎn)IAA 18 mg·L?1，誘導(dǎo)側(cè)根數(shù)量增35 %，吸鉀量提20 %，實(shí)現(xiàn)“氮磷鉀”三要素同步活化。二、生物防治克氏芽孢桿菌產(chǎn)生kochii環(huán)脂肽，對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎抑菌帶寬達(dá)26 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，果實(shí)Vc含量提高10 %。三、工業(yè)酶潛力其耐熱堿性淀粉酶更適溫度65 ℃、pH 9，在紡織退漿中可省略堿中和步驟，節(jié)能15 %；耐熱蛋白酶在50 ℃、pH 10下對(duì)血漬去污力提升25 %，已列入無磷洗滌劑助劑。四、環(huán)境修復(fù)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；菌體還能吸附Cd2?、Pb2?，吸附量分別達(dá)50 mg·g?1與35 mg·g?1，為礦區(qū)復(fù)墾提供低成本方案。隨著人們對(duì)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注不斷增加，生物脫膠技術(shù)越來越受到重視。牡蠣玫瑰變色菌

這種細(xì)菌不僅在科學(xué)研究中備受關(guān)注，還在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。短波單胞菌

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(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%。短波單胞菌