灰孔多年臥孔菌

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。其適生長(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。灰孔多年臥孔菌

長(zhǎng)賴氨酸芽孢桿菌（Lysinibacillus macroides）是2013年從鯉腸道中分離的新成員，因細(xì)胞呈長(zhǎng)桿、鏈狀排列而得名。它能在1/2LB培養(yǎng)基上形成淺褐色、光滑、直徑約1mm的菌落，革蘭氏陽性，具周生鞭毛，可產(chǎn)卵圓形芽孢，耐pH6–9、鹽0–6%，更適溫度35–37℃，對(duì)干旱、高溫和膽汁鹽均有良好適應(yīng)力。其“本領(lǐng)”在于三酶合一：吲哚乙酸（IAA）分泌量達(dá)18mg/L，可刺激小麥根長(zhǎng)增加35%；ACC脫氨酶活性降低植物乙烯水平，緩解鹽脅迫；鐵載體與蛋白酶協(xié)同，可抑制番茄青枯、辣椒疫霉等病原菌，抑菌帶寬22–28mm。山東大棚試驗(yàn)顯示，用長(zhǎng)賴氨酸芽孢桿菌菌液灌根，番茄根結(jié)線蟲侵染率下降42%，果實(shí)Vc含量提高12%，產(chǎn)量增8.3%。工業(yè)端，菌株ZJB-17009的酯酶對(duì)N-苯乙酰-DL-氨基酸水解選擇性達(dá)99%，已被用于綠色合成L-氨基酸；另一株C1在白酒窖池可產(chǎn)己酸和乙酸乙酯，使基酒主體香提高30%，為“增香菌”提供新選擇。未來，借助合成生物學(xué)，長(zhǎng)賴氨酸芽孢桿菌有望被植入耐鹽、產(chǎn)聚-γ-谷氨酸模塊，成為鹽堿地“一菌多效”的先鋒，讓貧瘠土地也飄出豐收香。大清壩寡食桿菌隨著人們對(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。

嗜碳芽孢桿菌（Bacillus carboniphilus）是芽孢桿菌屬里少見的“高碳”。菌體桿狀、革蘭氏陽性，可形成橢圓芽孢，更適溫度 45–50 ℃，pH 7.0–8.5，可在高濃度可溶性淀粉、糖蜜或木質(zhì)纖維素水解液中快速生長(zhǎng)，因而得名“碳愛好者”。一、高效利用碳源菌株 ATCC 700101 攜帶多拷貝 α-淀粉酶、普魯蘭酶和木聚糖酶基因，48 h 內(nèi)可將 15 % 淀粉液化糖化至還原糖 180 g L?1，轉(zhuǎn)化率 > 90 %，為濃醪發(fā)酵提供廉價(jià)糖源；與酵母共培養(yǎng)，乙醇產(chǎn)量提 12 %，蒸餾能耗降 8 %。二、高滲耐受胞內(nèi)積累相容溶質(zhì)四氫嘧啶，使菌體在糖濃度 300 g L?1、滲透壓 1.8 MPa 下仍保持 80 % 活性；芽孢耐 80 ℃ 30 min，便于濃糖液滅菌后直投，縮短發(fā)酵周期 12 h。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株 BC-20 產(chǎn) IAA 20 mg L?1 并溶磷 2.9 mg L?1，玉米盆栽根長(zhǎng)增 28 %，吸磷量提 22 %；與秸稈復(fù)配堆肥，堆溫 24 h 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、工業(yè)酶潛力其耐熱耐堿普魯蘭酶更適 pH 9、65 ℃，已用于淀粉糖化“一步法”，節(jié)省中和酸 20 %；木聚糖酶在 pH 10、60 ℃仍保持 85 % 活性，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。

黏瓊脂芽孢桿菌是2007年在深海沉積物里被“撈”出的新成員，因菌落能拉出長(zhǎng)長(zhǎng)瓊脂糖絲，得了“黏瓊脂”的綽號(hào)。它生活在低溫、高壓、寡營(yíng)養(yǎng)的海底，靠分泌特殊β-瓊脂糖酶，把堅(jiān)硬的海藻碎片分解成單糖，再經(jīng)乙酰-CoA途徑合成能量，既填飽自己，也為周圍菌群打開“糧倉(cāng)”，成為深海碳循環(huán)的隱形樞紐。實(shí)驗(yàn)室更看重的是它的“冷酶工廠”。其瓊脂糖酶更適溫度只25℃，在4℃仍保持60%活性，比陸源同類酶省電一半；若把粗酶液直接噴到石花菜漿里，40分鐘就能讓膠體黏度降80%，濾出的寡糖可作益生元、化妝品保濕劑，甚至用于微膠囊壁材。更妙的是，菌體在貧氮環(huán)境會(huì)自發(fā)形成厚壁芽孢，可耐55℃、紫外照射兩小時(shí)，噴霧干燥存活率仍超90%，給工業(yè)化降低了冷鏈與包被成本。國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)已把黏瓊脂芽孢桿菌制成灰粉末，用于即食涼粉、果凍的低溫脫膠，使生產(chǎn)周期從12小時(shí)縮到3小時(shí)，耗水減少四成；殘?jiān)缓烟牵勺黠暳咸砑觿?，提高仔豬日增重5%。未來，科學(xué)家計(jì)劃把耐冷酶基因轉(zhuǎn)進(jìn)枯草芽孢桿菌，讓“冷酶”在常溫海洋里就地降解漂浮海藻，為藍(lán)碳保護(hù)再添一把微生物鑰匙。小小黏瓊脂芽孢桿菌，用一縷黏絲，把千米深海的秘密縫進(jìn)人類綠色的產(chǎn)業(yè)鏈?？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。

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(rùn)小菌落，易挑取，是實(shí)驗(yàn)室常見模式菌株。一、綠色防控菌株CGMCC No.28950對(duì)南方根結(jié)線蟲防效突出，盆栽試驗(yàn)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(dá)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(yàn)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(zhǎng)5天。三、環(huán)境修復(fù)貴州大學(xué)團(tuán)隊(duì)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(dá)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 %。整套反應(yīng)在pH 7、30℃下效率更高，甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)理論值的92%，遠(yuǎn)高于化學(xué)催化。黃發(fā)鏈霉菌黃三素鏈霉菌

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。灰孔多年臥孔菌

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(yán)苛厭氧菌設(shè)計(jì)的富營(yíng)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(bǔ)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(jìn)入對(duì)數(shù)期，12 h活菌數(shù)可達(dá)10? CFU/mL，滿足快速擴(kuò)增需求。臨床檢驗(yàn)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(tái)：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(duì)丁酸、己酸合成路徑的影響；若添加0.1 %血紅素，更能啟動(dòng)厭氧呼吸鏈，使細(xì)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。灰孔多年臥孔菌