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 %。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。田無(wú)鏈霉菌
PS培養(yǎng)基(Peptococcus Broth),又名消化球菌肉湯,是專為厭氧革蘭陽(yáng)性球菌——消化球菌屬(Peptococcus)及消化鏈球菌(Peptostreptococcus)等嚴(yán)苛厭氧菌設(shè)計(jì)的富營(yíng)養(yǎng)液體培養(yǎng)基。關(guān)鍵配方含胰酪蛋白胨15 g、酵母粉5 g、葡萄糖5 g、L-半胱氨酸0.5 g、NaCl 5 g,補(bǔ)水至1 L,pH 7.2±0.1。L-半胱氨酸兼具還原與硫源,可瞬間降低氧化還原電位至-200 mV,無(wú)需額外預(yù)還原,即開(kāi)即用;葡萄糖提供可發(fā)酵碳源,使菌體在6 h內(nèi)進(jìn)入對(duì)數(shù)期,12 h活菌數(shù)可達(dá)10? CFU/mL,滿足快速擴(kuò)增需求。臨床檢驗(yàn)中,PS培養(yǎng)基常被用于厭氧菌血培養(yǎng)增菌:將5 mL靜脈血直接注入含PS的真空厭氧瓶,35℃靜置培養(yǎng)48 h,若瓶底出現(xiàn)絮狀沉淀、培養(yǎng)液混濁并伴酸臭,即提示可能存在消化球菌或厭氧鏈球菌沾染;結(jié)合MALDI-TOF質(zhì)譜,可在72 h內(nèi)完成種水平鑒定,比傳統(tǒng)厭氧平板法縮短2天??蒲蓄I(lǐng)域,PS肉湯亦是研究厭氧菌鐵代謝、短鏈脂肪酸產(chǎn)量的優(yōu)先平臺(tái):只需在基礎(chǔ)液中去除葡萄糖,換用可溶性淀粉或乳酸鈉,即可考察不同碳源對(duì)丁酸、己酸合成路徑的影響;若添加0.1 %血紅素,更能啟動(dòng)厭氧呼吸鏈,使細(xì)胞干重提升30%。質(zhì)量控制方面,PS培養(yǎng)基滅菌后應(yīng)呈淺黃色透明,若氧化變粉,需棄用。玉蜀黍球梗孢用長(zhǎng)賴氨酸芽孢桿菌菌液灌根,番茄根結(jié)線蟲(chóng)侵染率下降42%,果實(shí)Vc含量提高12%,產(chǎn)量增8.3%。

改良磁螺菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基(Modified Magnetospirillum Growth Medium, mMGM)是在經(jīng)典MSGM配方基礎(chǔ)上,通過(guò)碳源、鐵源與還原系統(tǒng)的精細(xì)微調(diào),實(shí)現(xiàn) Magnetospirillum 屬菌株高密度生長(zhǎng)與磁小體高產(chǎn)的“兩步法”培養(yǎng)基。其設(shè)計(jì)思路遵循“先增殖、后成磁”:預(yù)培養(yǎng)階段采用低鐵(2 μM Fe3?)的琥珀酸鈉-乳酸鹽雙碳源體系,緩沖鹽濃度降至 5 mM K?HPO?,并加入 0.5 g L?1 抗壞血酸維持 Eh +50 mV,既滿足菌體快速分裂,又避免鐵過(guò)載抑制;待 OD??? 達(dá) 0.2 時(shí),通過(guò)一次性脈沖補(bǔ)加 100 μM 酸化 FeCl? 及 0.2 g L?1 硫代乙醇酸鈉,瞬間制造微氧-還原界面,觸發(fā)磁小體合成通路,磁響應(yīng)系數(shù)(Cmag)可在 12 h 內(nèi)由 0.2 升至 1.0,磁小體產(chǎn)量提高 4 倍,達(dá) 45 mg L?1,而細(xì)胞干重仍保持 2.1 g L?1,實(shí)現(xiàn)“量質(zhì)齊升”。配方細(xì)節(jié)兼顧磁鐵礦晶型完美度:鈣離子控制在 0.5 mM,既穩(wěn)定細(xì)胞膜,又避免碳酸鈣共沉淀包裹磁小體;鈷摻雜實(shí)驗(yàn)表明,在改良培養(yǎng)基中添加 1 μM Co2? 可在晶體中引入 1.2 at.% 的 Co,矯頑力由 12 mT 提升至 22 mT,為后續(xù)制備硬磁納米材料提供生物源頭。
MB培養(yǎng)基基礎(chǔ)(Marine Broth Base)是一種專為海洋細(xì)菌設(shè)計(jì)的富營(yíng)養(yǎng)液體培養(yǎng)基,由蛋白胨、酵母粉及多種無(wú)機(jī)鹽組成,pH 7.2–7.6,滲透壓與海水相當(dāng)。配方中氯化鈉濃度約2–3%,并補(bǔ)充鎂、鉀、鈣等海水中主要離子,可瞬時(shí)啟動(dòng)依賴高鹽環(huán)境的嗜鹽菌與耐鹽菌,縮短延滯期。實(shí)驗(yàn)室常規(guī)做法是將培養(yǎng)基干粉溶解于蒸餾水后,補(bǔ)加陳海水或人工海鹽,即可恢復(fù)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(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng),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(yíng)養(yǎng)特性可充分展現(xiàn)這些次級(jí)代謝潛能:弧菌在28℃、180 r/min振蕩培養(yǎng)12小時(shí),菌濃即可達(dá)10? CFU/mL,菌液呈乳白或淡粉;某些Planococcus則分泌墨藍(lán)色素,使整瓶培養(yǎng)液變?yōu)榈逅{(lán),成為天然色素研究的理想起點(diǎn)。若需固體培養(yǎng),只需補(bǔ)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(jìn)行16S rDNA鑒定,流程簡(jiǎn)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(lái)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(fù)溶,不影響使用。

克氏芽孢桿菌(Bacillus kochii)是芽孢桿菌屬的新成員,2006年由德國(guó)科學(xué)家從高溫堆肥中分離,命名致敬現(xiàn)代微生物學(xué)奠基人羅伯特·科赫。菌體桿狀、革蘭氏陽(yáng)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(diǎn)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(shí)產(chǎn)IAA 18 mg·L?1,誘導(dǎo)側(cè)根數(shù)量增35 %,吸鉀量提20 %,實(shí)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(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎抑菌帶寬達(dá)26 mm;溫室試驗(yàn)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(shí)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(duì)血漬去污力提升25 %,已列入無(wú)磷洗滌劑助劑。四、環(huán)境修復(fù)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7 d;菌體還能吸附Cd2?、Pb2?,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。其IAA產(chǎn)量達(dá)118mg/L,明顯高于同屬菌株,可刺激小麥根長(zhǎng)增加35%,干重提高28%。小白鏈霉菌
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。田無(wú)鏈霉菌
無(wú)機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)基(不含瓊脂)是專為“溶磷菌”篩選與活性測(cè)定設(shè)計(jì)的合成液體培養(yǎng)基。其配方精髓在于“難溶磷”:磷酸三鈣〔Ca?(PO?)?〕以懸浮顆粒形式存在,不提供任何磷;葡萄糖或甘露醇擔(dān)任碳源,硫酸銨為氮源,并輔以Mg2?、K?、微量元素及磷酸鹽緩沖液,pH穩(wěn)定在6.8–7.2。唯有能分泌有機(jī)酸、質(zhì)子或磷酸酶的細(xì)菌,方可將不溶性磷轉(zhuǎn)化為可溶PO?3?,供自身同化并釋放到液相中,使原本乳白的懸濁液逐漸澄清,上清有效磷濃度上升,實(shí)現(xiàn)“溶磷”可視化與可量化。實(shí)驗(yàn)流程簡(jiǎn)潔高效:250 mL三角瓶裝50 mL培養(yǎng)液,接入土壤或根際稀釋液,28℃、170 r/min振蕩培養(yǎng)5–7天;每24 h取樣離心,鉬銻抗比色法測(cè)定鉬藍(lán)吸光度,繪制“溶磷-時(shí)間”曲線。高效菌株72 h內(nèi)上清磷濃度可突破200 mg·L?1,pH降至4.5以下,溶磷率與酸度呈明顯負(fù)相關(guān)。若需高通量比較,可改用96深孔板,同步測(cè)定OD???與可溶性磷,計(jì)算單位生物量溶磷效率,快速鎖定優(yōu)良菌株。質(zhì)量控制要點(diǎn):滅菌后磷酸三鈣易沉降,使用前需渦旋或磁力攪拌重懸;背景可溶磷須低于0.5 mg·L?1,避免假陽(yáng)性。儲(chǔ)存過(guò)程若出現(xiàn)絮凝,多為鈣-蛋白復(fù)合物,可超聲打散,不影響活性。田無(wú)鏈霉菌