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(yáng)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(lái),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。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,特基拉芽孢桿菌表現(xiàn)出廣譜抑菌與促生雙重功效。布氏犁頭霉
嗜氣芽孢桿菌(Bacillus aerophilus)是芽孢桿菌屬里的“氧氣狂熱者”,2004年隨以色列高空氣球首先被分離,可在0.8–21 % O?范圍內(nèi)旺盛生長(zhǎng),更適氧分壓高于普通土壤芽孢桿菌2倍,故得名“嗜氣”。其菌落呈乳白色、邊緣卷發(fā)狀,革蘭氏陽(yáng)性,具周生鞭毛,能形成橢圓芽孢,耐紫外、耐干燥,貨架期長(zhǎng)達(dá)3年,為制劑化提供質(zhì)量載體。在土壤復(fù)蘇后,嗜氣芽孢桿菌迅速啟動(dòng)“三效機(jī)制”:①分泌吲哚乙酸(IAA)25 mg/L,刺激玉米、番茄根系增長(zhǎng)30 %;②產(chǎn)蛋白酶、纖維素酶,分解作物殘?bào)w,釋放養(yǎng)分;③合成表面活性素、fengycin,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉抑菌帶寬達(dá)28 mm,且能誘導(dǎo)植物ISR,降低農(nóng)藥用量40 %。田間試驗(yàn)顯示,每畝用200 g菌粉(10? CFU/g)拌種,小麥返青期根際磷提高32 %,千粒重增1.8 g,產(chǎn)量提升8.5 %;在大棚番茄上,滴灌菌液可使灰霉病指下降45 %,果實(shí)Vc含量提高12 %,糖酸比更協(xié)調(diào)。工業(yè)端,嗜氣芽孢桿菌是“低溫酶工廠”。其耐有機(jī)溶劑蛋白酶在15 ℃、30 %乙醇中仍保持70 %活性,可用于洗滌劑;耐堿脂肪酶更適pH 10,適用于乳制品CIP清洗,節(jié)能20 %。印度巴克斯霉更妙的是,收獲后大量根瘤遺落土中,氮素富集,連后續(xù)玉米都長(zhǎng)得壯,像給土地存了活期存折。

肉湯培養(yǎng)基(測(cè)磷細(xì)菌菌數(shù))是一種把“富營(yíng)養(yǎng)”與“溶磷篩選”合二為一的液體計(jì)數(shù)培養(yǎng)基。它在傳統(tǒng)牛肉膏蛋白胨肉湯基礎(chǔ)上進(jìn)行精簡(jiǎn):牛肉膏3 g、蛋白胨10 g、NaCl 5 g提供碳氮和生長(zhǎng)因子;磷源改為0.2 g難溶性磷酸三鈣,經(jīng)球磨過(guò)300目,懸于蒸餾水中呈乳白混懸液;pH調(diào)至7.0±0.2,分裝試管后121℃滅菌15 min,冷卻振蕩重懸即可接種。由于無(wú)瓊脂,培養(yǎng)基既保持肉湯的高營(yíng)養(yǎng)促生優(yōu)勢(shì),又以懸浮顆粒Ca?(PO?)?為“磷開關(guān)”,可同步完成溶磷功能驗(yàn)證和菌數(shù)測(cè)定,適用于土壤、根際或堆肥浸出液中溶磷菌群的快速評(píng)估。操作方法沿用比較大可能數(shù)(MPN)法:將樣品按10?1–10??梯度稀釋,各取1 mL加入含5 mL肉湯培養(yǎng)基的螺口管,每稀釋度3重復(fù),28℃靜置培養(yǎng)48 h。溶磷菌生長(zhǎng)使Ca?(PO?)?顆粒被酸溶解,培養(yǎng)液由乳白→局部透明→全管澄清,并伴隨菌膜形成;非溶磷菌雖可增殖,但培養(yǎng)基保持混濁無(wú)透亮。以“出現(xiàn)澄清+菌膜”為陽(yáng)性管,查MPN表即可算出每克樣品的溶磷菌數(shù),全程只需3天,比平板溶磷圈法縮短一半時(shí)間。質(zhì)量控制要點(diǎn):滅菌后磷酸三鈣易沉降,使用前需渦旋混勻;若肉湯本身含磷(牛肉膏批次差異),可先用磷鉬藍(lán)法測(cè)可溶磷,超過(guò)5 mg L?1即棄用。
無(wú)機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)基(Inorganic Phosphorus Bacteria Medium)是專門用于篩選、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(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圍會(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。菌株2-2a對(duì)大豆炭疽、黑斑、灰斑等葉部病害及根腐、立枯等土傳病害兼具防效,且定殖速度快。

擬圓孢線黑粉菌(Filobasidium globisporum)隸屬擔(dān)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(xué)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(rùn)的酵母狀菌落,更適培養(yǎng)溫度20℃,可在4–10℃長(zhǎng)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(zhǎng),液體培養(yǎng)需避免長(zhǎng)時(shí)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(shí)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(cè)抗生物質(zhì)、色素及胞外多糖,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌具有明顯抑制圈;其胞外多糖乳化力強(qiáng),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(fù)潛力菌絲體對(duì)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(dá)45mg/g,為低溫含酚廢水、重金屬污染水體提供生物修復(fù)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(shí)驗(yàn)室;凍干粉復(fù)蘇快、ITS序列清晰,是研究擔(dān)子菌低溫酶調(diào)控、孢子長(zhǎng)期保存及冷鏈機(jī)制的理想模式菌。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。果生假絲酵母
科學(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。布氏犁頭霉
玉米乳桿菌(Lactobacillus zeae)是乳桿菌屬中一顆“低調(diào)卻高效”的新星,更早從傳統(tǒng)發(fā)酵玉米漿中分離得名。菌體細(xì)長(zhǎng)、無(wú)芽孢、不運(yùn)動(dòng),兼性厭氧,更適溫度35~40℃,可在pH 3.8的酸環(huán)境中存活,耐膽鹽0.3%,但對(duì)氧敏感,需借助玉米基質(zhì)中的還原力維持活性。基因組只2.0 Mb,卻攜帶完整的磷酸酮醇酶與雙歧途徑,能同步發(fā)酵葡萄糖、蔗糖和玉米特有的棉子糖,產(chǎn)乳酸量可達(dá)18 g/L,同時(shí)分泌少量乙酸和乙醇,賦予發(fā)酵液清爽微酸的風(fēng)味。在工業(yè)應(yīng)用上,玉米乳桿菌是“玉米黃金”的關(guān)鍵釀造者。將其與釀酒酵母共培養(yǎng),可將玉米漿在24小時(shí)內(nèi)酸化至pH 3.9,抑制雜菌,提升原料利用率12%;其胞外多糖還能增加飲料黏度,減少增稠劑添加。動(dòng)物試驗(yàn)顯示,日糧添加10? CFU/g玉米乳桿菌,可使斷奶仔豬平均日增重提高9.3%,腹瀉率下降42%,并通過(guò)上調(diào)緊密連接蛋白Claudin-1,增強(qiáng)空腸屏障功能。更引人注目的是,該菌能合成玉米黃素(zeaxanthin)前體,為功能性食品提供天然護(hù)眼成分。隨著非乳基益生菌需求激增,玉米乳桿菌憑借“源自玉米、用于玉米”的閉環(huán)優(yōu)勢(shì),正成為植物發(fā)酵飲品的下一代關(guān)鍵菌株。布氏犁頭霉