格雷厄姆氏根瘤菌是豆科家族里更“挑剔”的房客,卻只認花生這一位房東。它自帶“門禁卡”——特殊的Nod因子,能精細識別花生根毛分泌的染料木苷,兩者對接成功,根毛便卷曲成螺旋,把菌請進“地下別墅”。隨后,細菌釋放信號,誘導根部細胞分裂,三天鼓出乳白根瘤,像給根系掛上微型氮肥廠。瘤內(nèi)氧氣被植物合成的豆血紅蛋白調(diào)到納摩級,固氮酶安全開工,將空氣中惰性的N?轉(zhuǎn)化為NH??,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。更妙的是,收獲后根瘤遺落田間,氮素緩慢釋放,后茬小麥吸氮量提高15%,土壤硝態(tài)淋失減少四成,地下水不再“又咸又綠”。如今,科研團隊把菌液做成鋁箔袋裝,拌種即可,比化肥便宜三成,卻無污染;還植入耐旱基因,讓它在華北旱地也能結(jié)瘤。小小格雷厄姆氏根瘤菌,用微米之軀撬動綠色農(nóng)業(yè),讓藍天少一縷煙,田里多一季香。隨后,細菌釋放信號,誘導根部細胞分裂,三天鼓出乳白根瘤,像給根系掛上微型氮肥廠。盤狀三毛孢
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,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,為制劑長途運輸省下冷鏈成本。復蘇后,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,對番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯的抑菌帶寬達 28–32 mm;同時釋放揮發(fā)性 2,3-丁二醇,啟動植物 ISR 信號,使葉片過氧化物酶活性提高 1.8 倍,達到“未病先防”。田間試驗中,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%,果實可溶性糖提高 1.2 度,貨架期延長 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 5×101? CFU/mL,噴霧干燥后存活率 > 95%,制成黑衣粉劑,保質(zhì)期 24 個月。果生假絲酵母小小沙福芽孢桿菌,用微米之軀守護綠色豐收,讓農(nóng)藥瓶少一個,飯碗多一粒。

PTYG培養(yǎng)基(Peptone-Tryptone-Yeast Extract-Glucose Medium)是一種高營養(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,補水至1 L,pH調(diào)至7.0±0.2,適用于大多數(shù)異養(yǎng)細菌、酵母及絲狀菌的快速增殖與代謝研究。該培養(yǎng)基營養(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、乳酸菌等常見菌株在37℃、180 r/min培養(yǎng)12小時即可達到對數(shù)后期,菌濃可達10? CFU/mL以上,適合用于質(zhì)粒提取、蛋白表達、酶活測定等下游實驗。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效率。若制備固體平板,只需加入1.5%瓊脂,即可用于菌落計數(shù)、分離純化及菌株保藏。由于其成分明確、配制簡便、適用廣,PTYG培養(yǎng)基已成為微生物實驗室中不可或缺的“基礎(chǔ)口糧”,在基礎(chǔ)研究、工業(yè)發(fā)酵、食品微生物檢測及教學實驗中均發(fā)揮著重要作用。
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。小小威氏芽孢桿菌,用微米之軀守護綠色豐收,讓農(nóng)藥瓶少一個,飯碗多一粒。

綠色綠芽菌(Blastochloris viridis)是一株綠色、能出芽的光合細菌,隸屬α-變形菌綱芽生綠菌屬。菌體圓形至卵圓,具極生鞭毛,可活躍游動;革蘭氏陰性,無芽孢,不形成芽孢鏈,通過不對稱出芽繁殖,是光合菌中少見的“芽殖型”。它的培養(yǎng)物呈橄欖綠至翠綠,源于細菌葉綠素b與類胡蘿卜素的組合,吸收波段集中在700-900 nm近紅外區(qū),可在弱光或近紅外環(huán)境中進行不產(chǎn)氧光合,為光能異養(yǎng)生長提供優(yōu)勢。更適生長溫度30℃,pH 6.8-7.5,鹽度0-6%,兼性微好氧,黑暗條件下也能緩慢呼吸增殖,適應(yīng)淡水到河口多種生境。綠色綠芽菌的光合內(nèi)膜為囊泡狀,含Q-8、Q-10、MK-7、MK-9等醌類,G+C mol% 66-71,系統(tǒng)發(fā)育與紅游動菌屬更接近。其反應(yīng)中心結(jié)構(gòu)與電子傳遞鏈已被解析,是研究光能轉(zhuǎn)化和人工光合器件的模型生物。應(yīng)用方面,菌株ATCC 19567常用于教學與科研;因其能利用低級脂肪酸和多種有機酸,也被探索用于高濃度有機廢水處理,可在光照厭氧反應(yīng)器中同步去除COD并回收單細胞蛋白,為“光合-凈水-資源”一體化提供新思路。隨著合成生物學發(fā)展,綠色綠芽菌的細菌葉綠素b合成基因簇已被克隆,為構(gòu)建近紅外驅(qū)動細胞工廠奠定了遺傳基礎(chǔ)。耐熱芽孢芽孢桿菌是微生物世界的“高溫鐵人”。肺炎克雷伯氏菌肺炎亞種
菌株20Q9B-2-14對馬鈴薯軟腐病菌抑制明顯,為生防制劑添新選項。盤狀三毛孢
包姜氏液體培養(yǎng)基基礎(chǔ)(BGA Broth Base)是為培養(yǎng)姜苗根莖共生促生菌而設(shè)計的富氮液體培養(yǎng)基,由包頭師范學院與姜科作物團隊共同優(yōu)化,故得“包姜”之名。其配方以酪蛋白胨與大豆木瓜酶消化物提供與緩釋氨基酸,酵母粉補充B族維生素和微量元素,可溶性淀粉作碳源,既避免葡萄糖過量產(chǎn)酸,又模擬根莖分泌物成分;特別添加0.3% K?HPO?與0.2% MgSO?,緩沖能力強,可中和菌體代謝酸,維持pH 6.8–7.0,滿足假單胞菌、芽孢桿菌及稀有放線菌的同步增殖。實際應(yīng)用中,1 L培養(yǎng)基接種5 mL姜塊研磨液,28℃、160 r/min振蕩培養(yǎng)24 h,菌濃即可達2×10? CFU/mL,菌液呈淡棕、微粘,帶新鮮生姜清香;繼續(xù)補糖發(fā)酵可產(chǎn)胞外多糖1.2 g/L,對番茄、辣椒具明顯促根活性。若需固體分離,補加1.2%瓊脂即得BGA平板,可直觀觀察菌落形態(tài):有效菌株多呈乳白、邊緣波狀,48 h后在365 nm紫外下可見藍綠色熒光,與16S rDNA序列聯(lián)用,可在72 h內(nèi)完成“功能—種屬”雙重鑒定。質(zhì)量控制上,BGA培養(yǎng)基需用去離子水配制,高壓滅菌后若出現(xiàn)輕微沉淀,為鎂—磷復合物,50℃水浴搖勻即可;儲存過程若液體變黃,提示淀粉水解過度,應(yīng)廢棄。盤狀三毛孢