MB培養(yǎng)基基礎(chǔ)(Marine Broth Base)是一種專為海洋細菌設計的富營養(yǎng)液體培養(yǎng)基,由蛋白胨、酵母粉及多種無機鹽組成,pH 7.2–7.6,滲透壓與海水相當。配方中氯化鈉濃度約2–3%,并補充鎂、鉀、鈣等海水中主要離子,可瞬時啟動依賴高鹽環(huán)境的嗜鹽菌與耐鹽菌,縮短延滯期。實驗室常規(guī)做法是將培養(yǎng)基干粉溶解于蒸餾水后,補加陳海水或人工海鹽,即可恢復接近自然海水的離子譜,使挑剔的海洋放線菌、弧菌、假單胞菌等迅速進入對數(shù)生長,用于后續(xù)分離、保藏或活性物質(zhì)篩選。由于海洋微生物常產(chǎn)色素、抗生物質(zhì)及胞外多糖,MB培養(yǎng)基的高營養(yǎng)特性可充分展現(xiàn)這些次級代謝潛能:弧菌在28℃、180 r/min振蕩培養(yǎng)12小時,菌濃即可達10? CFU/mL,菌液呈乳白或淡粉;某些Planococcus則分泌墨藍色素,使整瓶培養(yǎng)液變?yōu)榈逅{,成為天然色素研究的理想起點。若需固體培養(yǎng),只需補加1.5%瓊脂,即成MBA平板,可在表面涂布沉積物懸液,28℃培養(yǎng)2–3天,挑取形態(tài)各異的單菌落進行16S rDNA鑒定,流程簡潔高效。在質(zhì)量控制方面,MB培養(yǎng)基需用人工海水或陳海水配制,切忌直接使用自來水,以免鈣鎂離子不足或氯殘留抑制菌體;滅菌后若出現(xiàn)沉淀,多為鎂鹽析出,可50℃水浴復溶,不影響使用。
冷解糖芽孢桿菌(Bacillus psychrosaccharolyticus)是芽孢桿菌屬的“低溫工匠”。菌體在10–40℃皆能生長,更適25–30℃;芽孢橢圓、中生,可耐干燥、耐紫外,貨架期長,為制劑化提供質(zhì)量材料。其名字里的“解糖”源于強大的胞外酶系:淀粉酶、纖維素酶、瓊脂糖酶活性高,能把大分子碳源切成低聚糖,既供自己能量,也為周圍菌群“開糧倉”,成為低溫堆肥、海藻殘渣降解的先鋒。更難得的是它“抑菌+保水”雙技能。平板對峙試驗顯示,對黃瓜尖孢鐮刀菌、棉花立枯絲核菌、茄青枯拉爾氏菌等7種病原菌抑制率超50%,其中對黃瓜枯萎病原抑菌帶寬達8mm,抑制率80%以上。機理在于分泌環(huán)脂肽和胞外多糖:多糖成膜后降低葉片水分散失,同時吸附Pb2?、Cd2?、Cu2?,1h內(nèi)對鉛吸附量可達50mg/g,為重金屬污染農(nóng)田提供“微膠囊修復”。農(nóng)業(yè)應用上,研究者將冷解糖芽孢桿菌HD-3與枯草、巨大、膠凍樣芽孢桿菌復配,再添海藻提取物、氨基酸和微量元素,制成有效活菌數(shù)2–10億/g、有機質(zhì)20–40%的“復合微生物海藻肥料”。大田試驗中,白菜、番茄、棉花增產(chǎn)幅度均超30%,線蟲侵染率下降70%,農(nóng)藥用量減少三成;在滴灌肥中添加1‰胞外多糖,玉米抗旱期延長7天,產(chǎn)量提高18%。香矛醇假單胞菌耐熱芽孢芽孢桿菌是微生物世界的“高溫鐵人”。

巴基斯坦賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus pakistanensis)是2009年從巴基斯坦干旱區(qū)大豆根際分離的新種,因肽聚糖含meso-二氨基庚二酸而非賴氨酸,在屬內(nèi)獨樹一幟。菌體革蘭氏陽性、具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,能在10–28℃、pH6.5–9.0及0–6%NaCl范圍內(nèi)生長,并耐受150mM硼酸,被視為“中度耐硼”的旱地先鋒。在抗逆機制上,該菌細胞膜以二磷脂酰甘油、磷酸乙醇胺為主,脂肪酸iso-C18:0占30%,賦予其高膜穩(wěn)定性;基因組G+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。功能層面,巴基斯坦賴氨酸芽孢桿菌表現(xiàn)出“促生-抗病-解”三合一特性。實驗室條件下,其IAA產(chǎn)量達118mg/L,明顯高于同屬菌株,可刺激小麥根長增加35%,干重提高28%;菌液處理后,花生根結(jié)線蟲侵染率下降42%,對南方根結(jié)線蟲卵孵化抑制率超60%,為線蟲綠色防控提供新選擇。此外,該菌對革蘭氏陰性植物病原菌具有明顯抑菌圈,代謝產(chǎn)物中的酶抑制劑可干擾細菌雙功能酶系統(tǒng),相關(guān)菌機制仍在持續(xù)解析。
史氏芽孢桿菌(Bacillus smithii)是芽孢桿菌屬中嗜熱分支的,標準菌株 JCM 9076 更初從高溫堆肥中分離,能在 55 ℃、pH 6.5 條件下旺盛生長,芽孢可耐 100 ℃沸水 2 h,是驗證高壓滅菌效果的指示菌之一。其細胞壁含特殊脂肪酸,膜脂熔點高,配合小分子熱休克蛋白,使核糖體和 DNA 在高溫下仍保持構(gòu)象穩(wěn)定,賦予菌體“耐熱盾牌”。2024 年,中國團隊從鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2(保藏號 CCTCC M2024167),鑒定為 Bacillus smithii。該菌兼具三重抗逆:耐鹽 6 %、耐鎘 50 mg·L?1,并能在 pH 4.5–9.0 范圍內(nèi)正常分泌有機酸,將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷,盆栽試驗中使玉米根際有效磷提高 42 %,籽粒鎘含量下降 35 %,實現(xiàn)“增磷減鎘”同步完成。在酶制劑方向,史氏芽孢桿菌是“高溫酶工廠”。其胞外堿性淀粉酶更適溫度 70 ℃,在洗滌劑、烘焙和酒精濃醪發(fā)酵中可省去降溫環(huán)節(jié),節(jié)能 15 %;耐有機溶劑蛋白酶可在 60 ℃、30 % 乙醇環(huán)境中保持 80 % 活性,為生物煉制提供新型催化劑。農(nóng)業(yè)應用上,M2 菌株可與秸稈堆肥復配,使堆體溫度 24 h 升至 65 ℃,纖維素降解率提高 30 %,堆肥周期縮短 7 d;作為功能性菌劑,每畝隨基肥施入 200 g 菌粉,冬小麥越冬前磷吸收量提高 18 %,分蘗數(shù)增加 1.2 個,對后期倒伏有明顯緩解作用。土地鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis terrae)是一種具有重要環(huán)境修復潛力的微生物。

克氏芽孢桿菌(Bacillus kochii)是芽孢桿菌屬的新成員,2006年由德國科學家從高溫堆肥中分離,命名致敬現(xiàn)代微生物學奠基人羅伯特·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 %;同時產(chǎn)IAA 18 mg·L?1,誘導側(cè)根數(shù)量增35 %,吸鉀量提20 %,實現(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,對番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎抑菌帶寬達26 mm;溫室試驗顯示,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下對血漬去污力提升25 %,已列入無磷洗滌劑助劑。四、環(huán)境修復與秸稈復配堆肥,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50 mg·g?1與35 mg·g?1,為礦區(qū)復墾提供低成本方案。玉米側(cè)IAA提升68%,禿頂縮短27%,增產(chǎn)18.6%,相當于少施25 kg復合肥仍多打糧。文昌野野村氏菌
侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠,直徑不過微米,卻能把天空搬上餐桌。騰沖萊西氏菌
擬圓孢線黑粉菌(Filobasidium globisporum)隸屬擔子菌門、線黑粉目,是一類以凍干粉形式保存、生物危害四類的非模式菌,卻在低溫酶學與綠色技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)巨大潛力。一、分類與培養(yǎng)特性菌株為乳白色、濕潤的酵母狀菌落,更適培養(yǎng)溫度20℃,可在4–10℃長期冷藏存活2–25年;YPM培養(yǎng)基(甘露醇20g/L、酵母提取物、蛋白胨)即可滿足生長,液體培養(yǎng)需避免長時間靜置以保持活性。二、低溫酶工廠在20℃條件下,該菌分泌高活性纖維素酶、β-葡萄糖苷酶和木質(zhì)素降解酶,10℃時仍保留70%以上酶活,適合冷鏈廢棄物處理、低溫洗滌和紙漿漂白,可節(jié)省蒸汽能耗約20%。三、代謝產(chǎn)物多樣發(fā)酵液中可檢測抗生物質(zhì)、色素及胞外多糖,對革蘭氏陽性細菌具有明顯抑制圈;其胞外多糖乳化力強,已作為天然增稠劑用于食品與化妝品小樣試制。四、環(huán)境修復潛力菌絲體對苯酚、重金屬Cd2?、Pb2?表現(xiàn)出吸附-降解雙重作用,5d內(nèi)可將50mg/L苯酚降至5mg/L以下,吸附鉛量達45mg/g,為低溫含酚廢水、重金屬污染水體提供生物修復候選。五、科研與安全作為四類危害微生物,操作只需BSL-1基礎(chǔ)實驗室;凍干粉復蘇快、ITS序列清晰,是研究擔子菌低溫酶調(diào)控、孢子長期保存及冷鏈機制的理想模式菌。騰沖萊西氏菌