克氏芽孢桿菌(Bacillus kochii)是芽孢桿菌屬的新成員,2006年由德國科學(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下對血漬去污力提升25 %,已列入無磷洗滌劑助劑。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?;蚪MG+C含量37%,攜帶多重外排泵與滲透調(diào)節(jié)基因,可在干旱、鹽堿環(huán)境中維持胞內(nèi)水平衡。白腐菌黃孢原毛平革菌
擴(kuò)散芽孢桿菌(Bacillus diffusus)是芽孢桿菌屬里的“運(yùn)動健將”。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 %。微管螺旋鏈霉菌其芽孢可耐沸水煮15分鐘、紫外照射兩小時,噴霧干燥存活率超過90%,為大規(guī)模制劑化提供了便利。

包姜氏液體培養(yǎng)基基礎(chǔ)(BGA Broth Base)是為培養(yǎng)姜苗根莖共生促生菌而設(shè)計的富氮液體培養(yǎng)基,由包頭師范學(xué)院與姜科作物團(tuán)隊(duì)共同優(yōu)化,故得“包姜”之名。其配方以酪蛋白胨與大豆木瓜酶消化物提供與緩釋氨基酸,酵母粉補(bǔ)充B族維生素和微量元素,可溶性淀粉作碳源,既避免葡萄糖過量產(chǎn)酸,又模擬根莖分泌物成分;特別添加0.3% K?HPO?與0.2% MgSO?,緩沖能力強(qiáng),可中和菌體代謝酸,維持pH 6.8–7.0,滿足假單胞菌、芽孢桿菌及稀有放線菌的同步增殖。實(shí)際應(yīng)用中,1 L培養(yǎng)基接種5 mL姜塊研磨液,28℃、160 r/min振蕩培養(yǎng)24 h,菌濃即可達(dá)2×10? CFU/mL,菌液呈淡棕、微粘,帶新鮮生姜清香;繼續(xù)補(bǔ)糖發(fā)酵可產(chǎn)胞外多糖1.2 g/L,對番茄、辣椒具明顯促根活性。若需固體分離,補(bǔ)加1.2%瓊脂即得BGA平板,可直觀觀察菌落形態(tài):有效菌株多呈乳白、邊緣波狀,48 h后在365 nm紫外下可見藍(lán)綠色熒光,與16S rDNA序列聯(lián)用,可在72 h內(nèi)完成“功能—種屬”雙重鑒定。質(zhì)量控制上,BGA培養(yǎng)基需用去離子水配制,高壓滅菌后若出現(xiàn)輕微沉淀,為鎂—磷復(fù)合物,50℃水浴搖勻即可;儲存過程若液體變黃,提示淀粉水解過度,應(yīng)廢棄。
高島氏膠珊瑚菌(Holtermanniella takashimae)是近年來備受關(guān)注的珍稀膠質(zhì)菌,隸屬于銀耳目,因日本學(xué)者高島首先分離而得名。它通體晶瑩剔透,狀若海底珊瑚,色澤由純白到淡黃,質(zhì)地柔軟富有彈性,曬干后收縮成輕薄菌片,復(fù)水即恢復(fù)原有形態(tài)。該菌多生長在海拔500至1500米、濕潤涼爽的常綠闊葉林中,常與殼斗科植物形成淺層菌根,對酸性土壤和空氣潔凈度要求極高,故又被視為森林健康的指示物種。成分分析顯示,高島氏膠珊瑚菌的粗蛋白含量可達(dá)干重的55%,氨基酸組成均衡,富含賴氨酸、蘇氨酸等人體必需氨基酸;其特有的大分子β-葡聚糖與酸性雜多糖具有明顯的免疫啟動與抗氧化活性,能明顯提升實(shí)驗(yàn)動物巨噬細(xì)胞的吞噬能力,對自由基DPPH的率高于常見銀耳20%以上。此外,菌體中鈣、鐵、鋅等微量元素及維生素B1、B2、D前體含量亦居食用菌前列,為開發(fā)天然營養(yǎng)補(bǔ)充劑提供了質(zhì)量原料。在傳統(tǒng)食用方式上,高島氏膠珊瑚菌以清燉、冰糖羹、菌菇火鍋更為常見。其膠質(zhì)豐厚,久煮不爛,口感滑潤,可吸附湯汁精華,入口帶淡淡堅果香?,F(xiàn)代食品科技則將其超微粉添加到面包、酸奶或植物飲料中,既提升膳食纖維含量,又賦予產(chǎn)品獨(dú)特爽滑口感。侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠,直徑不過微米,卻能把天空搬上餐桌。

在微生物的“軍團(tuán)”里,蕈狀芽孢桿菌(Bacillus mycoides)可謂形貌更奇特的一位。它在固體培養(yǎng)基上排成絲狀、螺旋狀或放射狀菌落,遠(yuǎn)望如微縮蘑菇菌絲,因而得名“蕈狀”。別看外形“文藝”,其功能卻硬核:耐旱、耐鹽、產(chǎn)酶、抑菌、促生,堪稱土壤里的“多面手”。一、形態(tài)即名片蕈狀芽孢桿菌為革蘭氏陽性大桿菌,周生鞭毛,可形成橢圓芽孢。更獨(dú)特的是它的“集體運(yùn)動”能力——細(xì)胞通過側(cè)向滑動,在瓊脂表面形成美麗而規(guī)則的“蕨葉”或“螺旋”圖案,這一自組織現(xiàn)象已被用作生物物理研究模型。二、生態(tài)功能抑病:菌體分泌表面活性素、fengycin 等環(huán)脂肽,可破壞病原菌膜,對立枯絲核菌、鐮刀菌抑菌帶寬達(dá) 25 mm。促生:產(chǎn) IAA 25 mg·L?1,溶有機(jī)磷 3.1 mg·L?1,小麥根系增 30 %,吸磷量提 20 %??鼓妫喊舛嗵俏?Na?,在 8 % 鹽濃度下仍正常生長;芽孢耐干燥 6 個月,適合西北旱區(qū)應(yīng)用。三、田間表現(xiàn)山東大棚番茄試驗(yàn),每畝溝施 10? CFU·g?1 菌粉 200 g,灰霉病指下降 42 %,產(chǎn)量增 12 %,維生素 C 提高 8 %;寧夏鹽堿地滴灌,可使水稻根際 pH 降 0.4,全鹽下降 15 %,增產(chǎn) 9 %。對白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成;同時誘導(dǎo)植物開啟系統(tǒng)抗性,番茄未染病就先“武裝”葉片。新疆節(jié)桿菌
菌體還可吸附Au3?、Cd2?,吸附量分別達(dá)50mg/g與35mg/g,為礦區(qū)重金屬修復(fù)提供低成本方案。白腐菌黃孢原毛平革菌
球芽孢桿菌(Bacillus sphaericus)是芽孢桿菌屬里的“圓球”,因細(xì)胞呈規(guī)整桿狀、芽孢卻近球形而得名。它廣分布于土壤、淡水及蚊幼蟲孳生水體,對堿性環(huán)境(pH 9–10)和高溫(50 ℃)具有良好耐受性,是兼具環(huán)境治理與生物防治雙重價值的稀有菌種。一、殺蚊利器球芽孢桿菌更被稱道的是其對蚊幼蟲的專一毒力。菌株2362在芽孢形成期同步產(chǎn)生二元素蛋白(BinA/BinB),被庫蚊、按蚊幼蟲攝食后,素在中腸結(jié)合受體,造成離子失衡、麻痹死亡,24 h致死率可達(dá)95 %以上,而對魚類、哺乳動物幾乎無害。WHO已將其列入“全球媒介生物防治推薦菌劑”,并制成可濕性粉劑或緩釋顆粒,用于登革熱、瘧疾高發(fā)區(qū)的蚊媒控制,年撒施面積逾千萬公頃。二、環(huán)境修復(fù)球芽孢桿菌還能分泌堿性蛋白酶和脂肪酶,在pH 10、45 ℃條件下仍保持80 %活性,可用于高堿含油廢水處理。實(shí)驗(yàn)表明,向煉油廢水中投加10? CFU mL?1菌液,7天COD去除率提升30 %,污泥量減少25 %,為高鹽高堿工業(yè)廢水提供低成本生物強(qiáng)化方案。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株IAB-109對番茄青枯、辣椒疫霉具明顯拮抗作用,抑菌帶寬20 mm;同時產(chǎn)IAA 15 mg L?1,盆栽玉米根長增28 %,產(chǎn)量提10 %。白腐菌黃孢原毛平革菌