花園芽孢桿菌(Bacillus horti)更早從花園腐殖土中分離,因而得名。菌落奶白、邊緣整齊,桿狀細(xì)胞具周生鞭毛,能形成橢圓芽孢,耐堿、耐鹽、耐干燥,在pH 6–9、15–45℃范圍內(nèi)生長(zhǎng)良好,是典型“環(huán)境通吃型”根際益生菌。一、防病降毒花園芽孢桿菌能分泌表面活性素、fengycin等環(huán)脂肽,破壞病原膜結(jié)構(gòu),對(duì)立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達(dá)26mm;同時(shí)產(chǎn)生芳基酰胺酶,降莠定、甲磺隆等堿性除草劑,土壤殘留量7d內(nèi)下降60%,為連作障礙田“”。二、促生提質(zhì)菌株IAA產(chǎn)量25mg/L,溶磷3.2mg/L,并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇,誘導(dǎo)黃瓜、生菜根系增30%,葉綠素提高2SPAD單位;大棚試驗(yàn)顯示,畝施200g菌粉可使番茄Vc增加12%,糖酸比更協(xié)調(diào),貨架期延長(zhǎng)4d。三、工業(yè)酶潛力其耐堿纖維素酶更適pH9、50℃,在洗衣液中仍保持80%活性,可替代化學(xué)去漬劑;低溫淀粉酶10℃下活力保留70%,為寒區(qū)洗碗粉節(jié)約能耗20%。四、未來(lái)展望借助合成生物學(xué),將花園芽孢桿菌的降毒、促生、耐冷模塊植入枯草底盤(pán),可構(gòu)建“一菌多效”工程菌,用于堿要害田、寒地蔬菜基地及城市綠化基質(zhì),讓花園芽孢桿菌從“花園”走向更廣闊的大地。其芽孢可耐沸水煮15分鐘、紫外照射兩小時(shí),噴霧干燥存活率超過(guò)90%,為大規(guī)模制劑化提供了便利。微黃綠鏈霉菌
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(yáng)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(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯抑菌帶寬達(dá)26 mm;溫室試驗(yàn)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(duì)含水量提高8 %,產(chǎn)量增10 %。三、工業(yè)酶寶庫(kù)其耐堿蛋白酶在pH 10、50 ℃仍保持85 %活性,已用于無(wú)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(duì)紫外、γ射線具有極強(qiáng)抵抗力,被ESA選為“火星模擬滅菌”指示菌,用于檢測(cè)航天器表面消毒效果。未來(lái),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(pán),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。長(zhǎng)西氏酵母功能層面,巴基斯坦賴氨酸芽孢桿菌表現(xiàn)出“促生-抗病-解決”三合一特性。

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?;蚪M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。
蟑螂埃希氏菌并非真“埃希氏菌”,而是2017年從美洲大蠊腸道里分離出的新種,學(xué)名Blattabacterium,卻與大腸桿菌同門(mén),于是被昵稱(chēng)為“蟑螂埃希氏菌”。它住在宿主脂肪體細(xì)胞內(nèi),像隨軍糧倉(cāng),把蟑螂吃剩的尿素、尿酸重新拆成氨,再摻進(jìn)糖酵解中間物,合成10種必需氨基酸,回贈(zèng)宿主。沒(méi)有它,蟑螂只能在高蛋白環(huán)境里長(zhǎng)大;有了它,哪怕啃紙、啃膠水也能活得肥碩??茖W(xué)家算過(guò),一只雌蠊若缺菌,若蟲(chóng)期延長(zhǎng)一倍,產(chǎn)卵量掉七成。更有趣的是,菌體隨卵殼傳代,百萬(wàn)年來(lái)與蟑螂共譜“垂直家譜”,演化出精簡(jiǎn)的600kb基因組,幾乎丟掉所有外壁合成基因,把防御任務(wù)全交給宿主,自己專(zhuān)職“氮回收”。如今,實(shí)驗(yàn)室嘗試用抗生物質(zhì)“斷菌”,結(jié)果蟑螂像泄了氣的皮球,說(shuō)明菌是害蟲(chóng)活力的隱形引擎。小小蟑螂埃希氏菌,用顯微鏡下的齒輪,托住人類(lèi)更討厭昆蟲(chóng)的頑強(qiáng)生命,也為綠色控蟑提供新靶點(diǎn):若能阻斷菌給氮,或許能讓廚房少一點(diǎn)深夜驚叫。它以甲醇、甲胺等一碳化合物為主食,卻能把這些常被忽視的小分子變成高值產(chǎn)物。

MB培養(yǎng)基基礎(chǔ)(Marine Broth Base)是一種專(zhuān)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。
整套反應(yīng)在pH 7、30℃下效率更高,甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)理論值的92%,遠(yuǎn)高于化學(xué)催化。微黃綠鏈霉菌
擴(kuò)散芽孢桿菌(Bacillus diffusus)是芽孢桿菌屬里的“運(yùn)動(dòng)健將”。菌體桿狀、周生鞭毛,在瓊脂表面可形成迅速擴(kuò)展的薄膜狀菌落,24 h內(nèi)直徑達(dá)80 mm,故得名“diffusus”。其更適生長(zhǎng)溫度30–37 ℃,pH 6–9,耐干燥、耐紫外,芽孢可存活十年以上,為制劑化提供質(zhì)量特性。一、快速定殖菌株DSM 13271分泌大量胞外多糖,降低表面張力,使菌體在沙壤土中遷移速度提高3倍;與枯草芽孢桿菌復(fù)配,可形成“生物被膜”,優(yōu)先占據(jù)根際生態(tài)位,抑制病原菌入侵。二、廣譜抑菌擴(kuò)散芽孢桿菌產(chǎn)生diffusin脂肽,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎等病原菌抑菌帶寬達(dá)28 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。三、促生提質(zhì)菌株IAA產(chǎn)量25 mg·L?1,溶磷2.9 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 %,吸磷量提20 %;新疆鹽堿地示范,冬小麥千粒重增1.5 g,產(chǎn)量提高8 %。四、工業(yè)酶潛力其耐堿蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比較高,已用于洗滌劑,低溫去污力提升25 %;胞外多糖乳化力強(qiáng),可作為鉆井泥漿降濾失劑,耐鹽達(dá)12 %。微黃綠鏈霉菌