死谷芽孢桿菌,名字聽(tīng)來(lái)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(lái),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。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。漢遜德巴利酵母漢遜變種
細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌培養(yǎng)基(L-型細(xì)菌培養(yǎng)基)是一種為支持細(xì)胞壁缺失或缺陷型細(xì)菌(如L-型細(xì)菌)生長(zhǎng)而設(shè)計(jì)的高滲、低毒、富營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)基。這類細(xì)菌因缺乏完整的細(xì)胞壁,不能耐受常規(guī)培養(yǎng)基的滲透壓,因此必須在培養(yǎng)基中加入高濃度的滲透穩(wěn)定劑,如蔗糖(10–15%)、NaCl(2–5%)或甘露醇,以維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性,防止細(xì)胞破裂。L-型細(xì)菌通常由某些抗生物質(zhì)(如青霉素、頭孢類)誘導(dǎo)產(chǎn)生,也可在某些慢性沾染或免疫抑制狀態(tài)下自然出現(xiàn)。由于其生長(zhǎng)緩慢、形態(tài)多變、常規(guī)培養(yǎng)難以檢出,因此需要的培養(yǎng)基進(jìn)行分離與培養(yǎng)。細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌培養(yǎng)基通常以腦心浸液(BHI)或蛋白胨酵母膏為基礎(chǔ),提供豐富的氨基酸、維生素和其他生長(zhǎng)因子,促進(jìn)L-型細(xì)菌的復(fù)蘇與增殖。部分配方還會(huì)加入馬血清或人血清(5–10%),以提供膽固醇和脂質(zhì),進(jìn)一步增強(qiáng)膜的穩(wěn)定性。該培養(yǎng)基可用于臨床標(biāo)本(如尿液、血液、關(guān)節(jié)液)中L-型細(xì)菌的分離,尤其適用于慢性、反復(fù)沾染但常規(guī)培養(yǎng)陰性的病例。接種后通常在35–37℃、5% CO?條件下培養(yǎng)3–7天,L-型細(xì)菌可形成“油煎蛋”樣菌落,即致密、邊緣擴(kuò)散的微小菌落,需用倒置顯微鏡觀察確認(rèn)。德溫特游動(dòng)放線菌小小沙福芽孢桿菌,用微米之軀守護(hù)綠色豐收,讓農(nóng)藥瓶少一個(gè),飯碗多一粒。

MY培養(yǎng)基(Malt-Yeast Extract Medium)是“麥芽-酵母”雙營(yíng)養(yǎng)的經(jīng)典富集培養(yǎng)基,配方簡(jiǎn)潔卻營(yíng)養(yǎng)爆棚:麥芽浸粉20 g、酵母粉4 g、葡萄糖10 g,補(bǔ)水至1 L,pH自然5.6±0.2,無(wú)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(xì)菌蔓延,又為酵母、絲狀菌及嗜酸微藻提供“即食”氮碳,是實(shí)驗(yàn)室搖瓶、工業(yè)菌種活化與次級(jí)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(xì)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(cāng)鐮刀菌,只需將葡萄糖降至5 g,并補(bǔ)加0.5 g NH?NO?,28℃靜置5天,赤霉素GA?產(chǎn)量可達(dá)320 mg L?1,比PDB提高40%。MY培養(yǎng)基的另一優(yōu)勢(shì)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(lán)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(shuō)明美拉德反應(yīng)過(guò)度,可改用115℃滅菌20 min;室溫存放1個(gè)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(shí)驗(yàn)室走向合成生物學(xué)、次級(jí)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。
枯草芽孢桿菌斯氏亞種(Bacillus subtilis subsp. spizizenii)是“枯草家族”里的輕騎兵,菌體纖細(xì),卻藏著一套“攻防兼?zhèn)洹钡奈⑸?toolkit。1930 年代被 Spizizen 從沙漠塵土中分離,因而得名。它更擅在 35–45 ℃、低濕度的熱旱邊際快速萌發(fā),芽孢外壁含特殊吡啶二羧酸鈣層,可耐 90 ℃熱水 20 min、紫外 5000 μW·s/cm2 仍存活,為制劑長(zhǎng)途運(yùn)輸省下冷鏈成本。復(fù)蘇后,斯氏亞種先分泌高活性 surfactin、fengycin 與 bacillomycin D,三脂肽協(xié)同擊穿病原菌膜,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯的抑菌帶寬達(dá) 28–32 mm;同時(shí)釋放揮發(fā)性 2,3-丁二醇,啟動(dòng)植物 ISR 信號(hào),使葉片過(guò)氧化物酶活性提高 1.8 倍,達(dá)到“未病先防”。田間試驗(yàn)中,每畝用 100 g 斯氏亞種可濕粉拌種,玉米出苗率提升 12%,后期紋枯病指降 46%,產(chǎn)量增 8.3%;若與滴灌同施,可使連作草莓根際尖孢鐮刀菌數(shù)量下降 70%,果實(shí)可溶性糖提高 1.2 度,貨架期延長(zhǎng) 3 天。更妙的是,它能合成耐堿 α-淀粉酶與β-葡聚糖酶,在 pH 9.5、溫度 50 ℃ 條件下仍保持 80% 酶活,用于青貯飼料可提前 2 天完成乳酸發(fā)酵,降低干物質(zhì)損耗 3%。目前,工廠采用糖蜜—豆粕深部好氧發(fā)酵,48 h 芽孢量可達(dá) 5×101? CFU/mL,噴霧干燥后存活率 > 95%,制成黑衣粉劑,保質(zhì)期 24 個(gè)月?;蚪MG+C含量37%,攜帶多重外排泵與滲透調(diào)節(jié)基因,可在干旱、鹽堿環(huán)境中維持胞內(nèi)水平衡。

德氏乳桿菌德氏亞種(Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii)是乳酸菌家族中更早被分離命名的“元老”之一,1901年即進(jìn)入科學(xué)視野。菌體短桿、無(wú)芽孢、不運(yùn)動(dòng),專性發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)乳酸,更適生長(zhǎng)溫度42~45℃,可在pH 3.5的酸環(huán)境中存活,耐高溫卻畏冷,4℃即停止繁殖?;蚪M只1.8 Mb,代謝途徑精簡(jiǎn),卻擁有完整的乳酸脫氫酶與寡肽轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),使其在蛋白質(zhì)豐富的基質(zhì)中快速產(chǎn)酸,抑制菌。工業(yè)上,它是酸奶、瑞士奶酪與保加利亞傳統(tǒng)發(fā)酵乳的關(guān)鍵菌種,與嗜熱鏈球菌協(xié)同可將牛乳在3小時(shí)內(nèi)酸化至pH 4.2,形成細(xì)膩凝乳與特征性乙醛風(fēng)味;同時(shí)分泌胞外多糖,賦予產(chǎn)品順滑口感并延緩后酸化。近年研究還發(fā)現(xiàn),其表面蛋白SlpA能黏附腸道上皮,誘導(dǎo)IL-10分泌,緩解小鼠結(jié)腸炎;熱滅活菌體亦可通過(guò)啟動(dòng)樹(shù)突細(xì)胞TLR2信號(hào),增強(qiáng)腸道IgA應(yīng)答,兼具益生與免疫調(diào)節(jié)潛力。隨著合成生物學(xué)興起,德氏乳桿菌德氏亞種被工程化改造為“活藥工廠”,可在腸道內(nèi)持續(xù)釋放胰島素樣肽或白細(xì)胞介素,為糖尿病與炎癥性腸病提供新型微生態(tài)治療方案。因其安全無(wú)殘留,我國(guó)年產(chǎn)量已達(dá)3.5萬(wàn)噸,覆蓋333萬(wàn)公頃農(nóng)田,成為用量大的微生物殺蟲劑 。泥漿鞘氨醇桿菌
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。漢遜德巴利酵母漢遜變種