無(wú)機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)基(Inorganic Phosphorus Bacteria Medium)是專門(mén)用于篩選、計(jì)數(shù)和驗(yàn)證具有“溶磷”功能微生物的合成培養(yǎng)基。其關(guān)鍵思路是“以難溶磷為磷源”:配方中不添加任何有機(jī)磷或磷,而用磷酸三鈣〔Ca?(PO?)?〕、磷灰石或磷酸鋁等難溶性無(wú)機(jī)磷酸鹽作為磷源;同時(shí)提供葡萄糖、蔗糖或甘露醇等碳源,以及硫酸銨或硝酸鈉作氮源,并輔以鎂、鉀、硫、微量元素和緩沖系統(tǒng),pH 通常調(diào)至 6.8–7.2。只有能分泌有機(jī)酸、質(zhì)子、酶類(lèi)(如葡萄糖酸、甲酸、磷酸酶、植酸酶)的溶磷菌,才能將不溶性磷轉(zhuǎn)化為可溶的 PO?3?,供自身利用并在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。培養(yǎng)基滅菌后呈乳白渾濁,傾注平板后表面略帶沉淀。接種土壤稀釋液或根際樣品,28 ℃培養(yǎng) 3–5 天,具有溶磷能力的菌落周?chē)鷷?huì)出現(xiàn) 2–10 mm 的透明暈圈——這是菌落分泌的酸或酶溶解磷酸三鈣所致,暈圈直徑與溶磷能力呈正相關(guān)。若需定量,可挑取暈圈明顯的單菌落,接入液體無(wú)機(jī)磷培養(yǎng)基,振蕩培養(yǎng) 7 天,用鉬銻抗比色法測(cè)定上清液中有效磷含量,計(jì)算溶磷率(mg P·L?1)與菌體生物量的比值,即可比較不同菌株的溶磷效率。其獨(dú)特的代謝能力使其在降解有機(jī)污染物方面表現(xiàn)出色,成為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。微紅帚霉
酸快生芽孢桿菌(Bacillus acidiceler)是2014年才被正式命名的芽孢桿菌新成員,卻已在綠色農(nóng)業(yè)中跑出“加速度”。菌株HS3由花生根際分離,耐酸、耐旱、耐溫,pH 5.5仍能快速萌發(fā);其芽孢可抗紫外、耐干燥,貨架期長(zhǎng)達(dá)24個(gè)月,為商品化奠定基礎(chǔ)。HS3的“三板斧”讓土壤瞬間啟動(dòng):①產(chǎn)IAA 45.8 mg/L,誘導(dǎo)玉米、花生根系激增30%以上;②溶有機(jī)磷2.9 mg/L、解鉀19.9 mg/L,把固定態(tài)磷鉀變成養(yǎng)分;③分泌蛋白酶與脂肽,抑制番茄青枯、辣椒疫霉,病指下降四成。田間數(shù)據(jù)顯示,在花生-玉米間作體系下,每畝滴灌200 mL菌液(10^8 CFU/mL),花生側(cè)磷、鉀分別提高24%、53%,秕果率降54%,增產(chǎn)9.9%;玉米側(cè)IAA提升68%,禿頂縮短27%,增產(chǎn)18.6%,相當(dāng)于少施25 kg復(fù)合肥仍多打糧。工業(yè)端,菌株CNBG-PGPR-17 24 h內(nèi)可把無(wú)機(jī)磷溶出277 mg/kg,并產(chǎn)乳酸0.27 kg/L,發(fā)酵液pH直降1單位,既當(dāng)“生物酸化劑”又當(dāng)“液體磷肥”,已用于藍(lán)莓基質(zhì),使可溶性蛋白、花青素分別增加17.7%、10.5%,果實(shí)糖酸比更協(xié)調(diào)。未來(lái),隨著耐酸、耐鹽基因被進(jìn)一步解碼,酸快生芽孢桿菌有望走進(jìn)南方紅壤、北方鹽堿地,乃至礦區(qū)復(fù)墾,用一把“酸”鑰匙打開(kāi)貧瘠土壤的肥力之門(mén),為“減磷增效”提供可持續(xù)的微生物方案。爪哇鏈霉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。

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(yáng)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(jiàn)模式菌株。一、綠色防控菌株CGMCC No.28950對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)防效突出,盆栽試驗(yàn)蟲(chóng)口密度降70 %;同步產(chǎn)蛋白酶、幾丁質(zhì)酶,破壞蟲(chóng)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(lèi)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 %。
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(wàn)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%。死谷芽孢桿菌,名字聽(tīng)來(lái)荒涼,卻是沙漠表層耐命的“綠洲工匠”。

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(lèi)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(lèi))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)。強(qiáng)壯類(lèi)芽孢桿菌作為一種益生菌,能夠調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,增強(qiáng)腸道屏障功能。蕈狀芽胞桿菌
隨后,細(xì)菌釋放信號(hào),誘導(dǎo)根部細(xì)胞分裂,三天鼓出乳白根瘤,像給根系掛上微型氮肥廠。微紅帚霉
PTYG培養(yǎng)基(Peptone-Tryptone-Yeast Extract-Glucose Medium)是一種高營(yíng)養(yǎng)、通用型液體培養(yǎng)基,由蛋白胨、胰蛋白胨、酵母粉和葡萄糖四種關(guān)鍵成分組成,故名“PTYG”。其配方通常為蛋白胨5 g、胰蛋白胨5 g、酵母粉5 g、葡萄糖10 g,NaCl 5 g,補(bǔ)水至1 L,pH調(diào)至7.0±0.2,適用于大多數(shù)異養(yǎng)細(xì)菌、酵母及絲狀菌的快速增殖與代謝研究。該培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng),蛋白胨與胰蛋白胨提供多肽與氨基酸,酵母粉富含維生素B群與微量元素,葡萄糖作為碳源,能迅速啟動(dòng)微生物代謝,縮短延滯期。在常規(guī)培養(yǎng)條件下,大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、乳酸菌等常見(jiàn)菌株在37℃、180 r/min培養(yǎng)12小時(shí)即可達(dá)到對(duì)數(shù)后期,菌濃可達(dá)10? CFU/mL以上,適合用于質(zhì)粒提取、蛋白表達(dá)、酶活測(cè)定等下游實(shí)驗(yàn)。此外,PTYG培養(yǎng)基也常被用于益生菌(如雙歧桿菌、乳酸菌)的高密度發(fā)酵,若需增強(qiáng)選擇性,可添加0.05% L-半胱氨酸和0.1% Tween-80,以提高厭氧菌的生長(zhǎng)效率。若制備固體平板,只需加入1.5%瓊脂,即可用于菌落計(jì)數(shù)、分離純化及菌株保藏。由于其成分明確、配制簡(jiǎn)便、適用廣,PTYG培養(yǎng)基已成為微生物實(shí)驗(yàn)室中不可或缺的“基礎(chǔ)口糧”,在基礎(chǔ)研究、工業(yè)發(fā)酵、食品微生物檢測(cè)及教學(xué)實(shí)驗(yàn)中均發(fā)揮著重要作用。微紅帚霉