蒙氏腸球菌(Enterococcus mundtii)是一種革蘭氏陽性、兼性厭氧的球形細(xì)菌,常以成對或短鏈排列。近年來,科研團(tuán)隊從健康動物腸道中分離到一株編號為HCD01的蒙氏腸球菌,經(jīng)16S rRNA測序及系統(tǒng)發(fā)育分析,確認(rèn)其與模式菌株同源性高達(dá)99%以上,已被保藏于中國微生物菌種保藏中心,保藏號CGMCC No.31447。安全評價顯示,HCD01不含溶血素、凝膠酶等常見毒力基因,溶血試驗呈陰性,且對小鼠臟器系數(shù)無不良影響,具備益生菌的先決條件。功能試驗中,該菌能在pH 2~4的酸性環(huán)境及10% NaCl的高鹽環(huán)境中存活,表現(xiàn)出良好的耐酸耐鹽能力;同時可產(chǎn)生乳酸,使培養(yǎng)基pH在16小時內(nèi)由6.2降至5.5,抑制沙門氏菌和停乳鏈球菌等病原體的生長。動物試驗進(jìn)一步證實,連續(xù)灌服HCD01的小鼠平均日增重提高,料重比下降,腸道絨毛結(jié)構(gòu)完整,且在沙門氏菌攻毒后,肺、肝及結(jié)腸病變明顯減輕,說明其既能促進(jìn)生長,又能緩解致病菌沾染造成的組織損傷。綜上,蒙氏腸球菌HCD01集安全、耐逆、產(chǎn)酸、抑菌、促生長于一體,在替代抗生物質(zhì)的微生態(tài)制劑及畜牧養(yǎng)殖業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。其芽孢可抗紫外、耐干燥,貨架期長達(dá)24個月,為商品化奠定基礎(chǔ)。溶血不動桿菌基因型4
MY培養(yǎng)基(Malt-Yeast Extract Medium)是“麥芽-酵母”雙營養(yǎng)的經(jīng)典富集培養(yǎng)基,配方簡潔卻營養(yǎng)爆棚:麥芽浸粉20 g、酵母粉4 g、葡萄糖10 g,補(bǔ)水至1 L,pH自然5.6±0.2,無需調(diào)節(jié)即可釋放麥芽淀粉酶持續(xù)供糖,形成“緩釋碳源”效應(yīng)。其低pH與高還原糖組合,既能抑制多數(shù)細(xì)菌蔓延,又為酵母、絲狀菌及嗜酸微藻提供“即食”氮碳,是實驗室搖瓶、工業(yè)菌種活化與次級代謝研究的“第一步”。在釀酒酵母中,30℃、200 r/min培養(yǎng)16 h,OD???輕松破1.5,細(xì)胞活性>95%,直接轉(zhuǎn)接乙醇發(fā)酵罐可縮短延滯期6 h;若用于產(chǎn)赤霉素藤倉鐮刀菌,只需將葡萄糖降至5 g,并補(bǔ)加0.5 g NH?NO?,28℃靜置5天,赤霉素GA?產(chǎn)量可達(dá)320 mg L?1,比PDB提高40%。MY培養(yǎng)基的另一優(yōu)勢是“可視化”:含2%瓊脂即成MYA平板,菌落形態(tài)飽滿、色素鮮艷,青霉呈藍(lán)綠,紅酵母顯玫瑰紅,常被用作教學(xué)示范板。質(zhì)量控制亦輕松:高壓后若顏色加深,說明美拉德反應(yīng)過度,可改用115℃滅菌20 min;室溫存放1個月仍澄清,即可繼續(xù)使用。憑借其組分明確、成本低廉、配制快速,MY培養(yǎng)基已從傳統(tǒng)釀酒實驗室走向合成生物學(xué)、次級代謝與益生菌高密度發(fā)酵,成為微生物學(xué)家手中“養(yǎng)菌如泡茶”的經(jīng)典底牌。云南鏈孢囊菌小小耐熱芽孢芽孢桿菌,用極端環(huán)境下的生存智慧,為人類工業(yè)、農(nóng)業(yè)和環(huán)保打開一扇“高溫之門”。

克勞氏芽孢桿菌(Bacillus clausii)是芽孢桿菌屬中的“耐堿”,1915年由意大利克勞氏從堿性土壤中分離,菌體桿狀、周生鞭毛,可在 pH 8–10.5、鹽 0–12 % 的條件下旺盛生長,芽孢能耐受 100 ℃ 沸水 30 min,是研究極端堿適應(yīng)的模式菌之一。一、耐堿機(jī)制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運蛋白(nhaC、mnh)與碳酸酐酶,可將胞內(nèi)多余 Na? 泵出并維持 pH 穩(wěn)態(tài);細(xì)胞壁肽聚糖富含 meso-二氨基庚二酸,膜脂分支化程度高,為高溫高堿酶的高效表達(dá)提供穩(wěn)定平臺。二、工業(yè)酶寶庫其耐堿蛋白酶在 pH 11、40 ℃ 仍保持 90 % 活性,已用于無磷洗滌劑,血漬、奶漬去污力提升 30 %;耐堿淀粉酶更適 pH 9、90 ℃,可在紡織退漿中省略中和步驟,節(jié)能 15 %;耐堿木聚糖酶用于紙漿漂白,氯用量減少 30 %,降低可吸附有機(jī)鹵化物(AOX)排放。三、農(nóng)業(yè)與環(huán)境菌株 SIN 可產(chǎn) IAA 15 mg·L?1 并溶磷 2.6 mg·L?1,使玉米根系增 28 %,吸磷量提 18 %;與秸稈復(fù)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 6 d。耐堿特性使其在 pH 9 的蘇打鹽堿土中仍能定殖,水稻產(chǎn)量增加 10 %。
栗褐芽孢桿菌(Bacillus badius)是芽孢桿菌屬的“暗色騎士”。菌落呈獨特的栗褐色、邊緣不規(guī)則,革蘭氏陽性大桿菌,具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢;更適溫度30–37 ℃,pH 6.5–8.5,廣分布于森林腐葉、草炭和動物腸道中。一、降解菌株產(chǎn)胞外酚氧化酶、漆酶和半纖維素酶,能把落葉、鋸末中的木質(zhì)-酚類物質(zhì)分解成腐殖酸,7 d內(nèi)稻草失重率35 %,腐殖酸含量提高1.8倍,為有機(jī)肥“褐化”提供天然菌種。二、防病促生栗褐芽孢桿菌分泌badius脂肽,對番茄青枯、辣椒疫霉抑菌帶寬24 mm;同時產(chǎn)IAA 18 mg·L?1,使玉米根長增28 %,吸磷量提棚試驗畝施200 g菌粉,黃瓜枯萎病指降40 %,產(chǎn)量增12 %。三、工業(yè)酶潛力其漆酶更適pH 5、50 ℃,對染料活性黑KN-B脫色率3 h達(dá)85 %,已用于印染廢水預(yù)處理;耐堿木聚糖酶在pH 9、55 ℃仍保持80 %活性,可助紙漿漂白減少氯用量30 %。四、土壤修復(fù)菌體胞外多糖能吸附Cd2?、Pb2?,吸附量分別達(dá)45 mg g?1與30 mg g?1;與生物炭混施,礦區(qū)污染土壤有效態(tài)鎘下降50 %,蔬菜可食部鎘低于國標(biāo)。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(dá)到“未病先防”。

德氏乳桿菌德氏亞種(Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii)是乳酸菌家族中更早被分離命名的“元老”之一,1901年即進(jìn)入科學(xué)視野。菌體短桿、無芽孢、不運動,專性發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)乳酸,更適生長溫度42~45℃,可在pH 3.5的酸環(huán)境中存活,耐高溫卻畏冷,4℃即停止繁殖?;蚪M只1.8 Mb,代謝途徑精簡,卻擁有完整的乳酸脫氫酶與寡肽轉(zhuǎn)運系統(tǒng),使其在蛋白質(zhì)豐富的基質(zhì)中快速產(chǎn)酸,抑制菌。工業(yè)上,它是酸奶、瑞士奶酪與保加利亞傳統(tǒng)發(fā)酵乳的關(guān)鍵菌種,與嗜熱鏈球菌協(xié)同可將牛乳在3小時內(nèi)酸化至pH 4.2,形成細(xì)膩凝乳與特征性乙醛風(fēng)味;同時分泌胞外多糖,賦予產(chǎn)品順滑口感并延緩后酸化。近年研究還發(fā)現(xiàn),其表面蛋白SlpA能黏附腸道上皮,誘導(dǎo)IL-10分泌,緩解小鼠結(jié)腸炎;熱滅活菌體亦可通過啟動樹突細(xì)胞TLR2信號,增強(qiáng)腸道IgA應(yīng)答,兼具益生與免疫調(diào)節(jié)潛力。隨著合成生物學(xué)興起,德氏乳桿菌德氏亞種被工程化改造為“活藥工廠”,可在腸道內(nèi)持續(xù)釋放胰島素樣肽或白細(xì)胞介素,為糖尿病與炎癥性腸病提供新型微生態(tài)治療方案。瘤內(nèi)菌變膨體,固氮酶把空氣中占七成卻極穩(wěn)定的N?裂成NH?,日夜輸送給宿主,自己只留一口碳糖。西表島森林單胞菌
更妙的是,它能分解有機(jī)磷長鏈,釋放正磷酸供作物吸收,相當(dāng)于給土壤配了“微肥”。溶血不動桿菌基因型4
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,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。溶血不動桿菌基因型4