長賴氨酸芽孢桿菌(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。山東大棚試驗顯示,用長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Vc含量提高12%,產(chǎn)量增8.3%。工業(yè)端,菌株ZJB-17009的酯酶對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,借助合成生物學(xué),長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。菊苣假單胞菌瘤內(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。

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。
無機磷細(xì)菌培養(yǎng)基(Inorganic Phosphorus Bacteria Medium)是專門用于篩選、計數(shù)和驗證具有“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磷或磷,而用磷酸三鈣〔Ca?(PO?)?〕、磷灰石或磷酸鋁等難溶性無機磷酸鹽作為磷源;同時提供葡萄糖、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。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,接入液體無機磷培養(yǎng)基,振蕩培養(yǎng) 7 天,用鉬銻抗比色法測定上清液中有效磷含量,計算溶磷率(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。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。

深褐芽孢桿菌(Bacillus atrophaeus)是芽孢桿菌屬的“暗色特種兵”。菌落呈棕褐至近黑色、表面光滑有蠟光,革蘭氏陽性,桿狀細(xì)胞可形成橢圓芽孢,耐干燥、耐紫外、耐堿,更適30–37 ℃,pH 6–9,廣分布于土壤、海洋沉積物和植物根際。一、生物防治菌株分泌atrophaein脂肽與幾丁質(zhì)酶,對番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯抑菌帶寬達(dá)26 mm;溫室試驗畝施200 g菌粉,黃瓜枯萎病指下降45 %,農(nóng)藥用量減少三分之一。二、促生抗逆深褐芽孢桿菌產(chǎn)IAA 20 mg·L?1,溶磷3.2 mg·L?1,并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇,誘導(dǎo)玉米側(cè)根增30 %,吸鉀量提22 %;干旱脅迫下,小麥葉片相對含水量提高8 %,產(chǎn)量增10 %。三、工業(yè)酶寶庫其耐堿蛋白酶在pH 10、50 ℃仍保持85 %活性,已用于無磷洗滌劑,血漬去污力提升30 %;耐熱淀粉酶90 ℃半衰期2 h,為紡織退漿省去中和環(huán)節(jié),節(jié)能15 %。四、抗輻射模型因芽孢含高比例吡啶二羧酸鈣,對紫外、γ射線具有極強抵抗力,被ESA選為“火星模擬滅菌”指示菌,用于檢測航天器表面消毒效果。未來,借助合成生物學(xué),把深褐芽孢桿菌的抑菌、產(chǎn)酶、抗輻射模塊植入枯草底盤,可構(gòu)建“一菌多用”細(xì)胞工廠,為綠色農(nóng)業(yè)、清潔洗滌和太空滅菌提供可持續(xù)的微生物鑰匙。從茶園到玉米地,再到防蚊孑孓的水塘,Bt用顯微鏡下的臂膀,為人類守住綠色豐收與清潔水源 。小孢隔指孢
其適生長溫度55–65 ℃,芽孢可耐100 ℃沸水2小時、紫外線輻照8小時仍存活,被廣用于檢驗高壓滅菌效果。三孢布拉氏霉
改良磁螺菌生長培養(yǎng)基(Modified Magnetospirillum Growth Medium, mMGM)是在經(jīng)典MSGM配方基礎(chǔ)上,通過碳源、鐵源與還原系統(tǒng)的精細(xì)微調(diào),實現(xiàn) Magnetospirillum 屬菌株高密度生長與磁小體高產(chǎn)的“兩步法”培養(yǎng)基。其設(shè)計思路遵循“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,又避免鐵過載抑制;待 OD??? 達(dá) 0.2 時,通過一次性脈沖補加 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;鈷摻雜實驗表明,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。三孢布拉氏霉