嗜氣芽孢桿菌(Bacillus aerophilus)是芽孢桿菌屬里的“氧氣狂熱者”,2004年隨以色列高空氣球首先被分離,可在0.8–21 % O?范圍內(nèi)旺盛生長(zhǎng),更適氧分壓高于普通土壤芽孢桿菌2倍,故得名“嗜氣”。其菌落呈乳白色、邊緣卷發(fā)狀,革蘭氏陽(yáng)性,具周生鞭毛,能形成橢圓芽孢,耐紫外、耐干燥,貨架期長(zhǎng)達(dá)3年,為制劑化提供質(zhì)量載體。在土壤復(fù)蘇后,嗜氣芽孢桿菌迅速啟動(dòng)“三效機(jī)制”:①分泌吲哚乙酸(IAA)25 mg/L,刺激玉米、番茄根系增長(zhǎng)30 %;②產(chǎn)蛋白酶、纖維素酶,分解作物殘?bào)w,釋放養(yǎng)分;③合成表面活性素、fengycin,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉抑菌帶寬達(dá)28 mm,且能誘導(dǎo)植物ISR,降低農(nóng)藥用量40 %。田間試驗(yàn)顯示,每畝用200 g菌粉(10? CFU/g)拌種,小麥返青期根際磷提高32 %,千粒重增1.8 g,產(chǎn)量提升8.5 %;在大棚番茄上,滴灌菌液可使灰霉病指下降45 %,果實(shí)Vc含量提高12 %,糖酸比更協(xié)調(diào)。工業(yè)端,嗜氣芽孢桿菌是“低溫酶工廠”。其耐有機(jī)溶劑蛋白酶在15 ℃、30 %乙醇中仍保持70 %活性,可用于洗滌劑;耐堿脂肪酶更適pH 10,適用于乳制品CIP清洗,節(jié)能20 %。其分泌的耐有機(jī)溶劑蛋白酶、褐藻膠裂解酶在洗滌、紡織及海藻轉(zhuǎn)化中展現(xiàn)高活性,為生物制造提供新工具。瘤突毛殼
冷解糖芽孢桿菌(Bacillus psychrosaccharolyticus)是芽孢桿菌屬的“低溫工匠”。菌體在10–40℃皆能生長(zhǎng),更適25–30℃;芽孢橢圓、中生,可耐干燥、耐紫外,貨架期長(zhǎng),為制劑化提供質(zhì)量材料。其名字里的“解糖”源于強(qiáng)大的胞外酶系:淀粉酶、纖維素酶、瓊脂糖酶活性高,能把大分子碳源切成低聚糖,既供自己能量,也為周圍菌群“開糧倉(cāng)”,成為低溫堆肥、海藻殘?jiān)到獾南蠕h。更難得的是它“抑菌+保水”雙技能。平板對(duì)峙試驗(yàn)顯示,對(duì)黃瓜尖孢鐮刀菌、棉花立枯絲核菌、茄青枯拉爾氏菌等7種病原菌抑制率超50%,其中對(duì)黃瓜枯萎病原抑菌帶寬達(dá)8mm,抑制率80%以上。機(jī)理在于分泌環(huán)脂肽和胞外多糖:多糖成膜后降低葉片水分散失,同時(shí)吸附Pb2?、Cd2?、Cu2?,1h內(nèi)對(duì)鉛吸附量可達(dá)50mg/g,為重金屬污染農(nóng)田提供“微膠囊修復(fù)”。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上,研究者將冷解糖芽孢桿菌HD-3與枯草、巨大、膠凍樣芽孢桿菌復(fù)配,再添海藻提取物、氨基酸和微量元素,制成有效活菌數(shù)2–10億/g、有機(jī)質(zhì)20–40%的“復(fù)合微生物海藻肥料”。大田試驗(yàn)中,白菜、番茄、棉花增產(chǎn)幅度均超30%,線蟲侵染率下降70%,農(nóng)藥用量減少三成;在滴灌肥中添加1‰胞外多糖,玉米抗旱期延長(zhǎng)7天,產(chǎn)量提高18%。壯觀鏈霉菌玫瑰鏈孢囊菌的次級(jí)代謝過程受到DNA甲基化等表觀遺傳修飾的調(diào)控,這為調(diào)節(jié)抗生物質(zhì)合成提供了新的策略 。

波羅的海紅小梨形菌(Rhodopirellula baltica)是一種泛存在于自然環(huán)境中的微生物,因其獨(dú)特的生物學(xué)特性和多樣的應(yīng)用前景而備受關(guān)注。這種菌株在科研、生物防治和工業(yè)領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用價(jià)值。生物學(xué)特性波羅的海紅小梨形菌是一種革蘭氏陰性菌,屬于小梨形菌科。它在多種自然環(huán)境中泛存在,包括土壤、水體和植物表面。這種菌株的生存能力極強(qiáng),能夠適應(yīng)多種環(huán)境條件。培養(yǎng)與保存波羅的海紅小梨形菌的培養(yǎng)條件如下:培養(yǎng)基:M13a培養(yǎng)基,成分包括葡萄糖、蛋白胨、酵母浸膏、維生素溶液、Hutner基礎(chǔ)鹽溶液、Tris/HCl緩沖液、人工海水和蒸餾水。培養(yǎng)溫度:25℃。需氧類型:需氧。保存方法:斜面、穿刺菌和凍干粉應(yīng)在4-10℃保存,甘油菌在-80℃保存。科研應(yīng)用波羅的海紅小梨形菌在科研領(lǐng)域被用作研究微生物生態(tài)學(xué)、生物化學(xué)和基因組學(xué)的模型生物。其多樣的生存環(huán)境和代謝途徑使其成為了解微生物多樣性和生態(tài)功能的重要對(duì)象。生物防治波羅的海紅小梨形菌在生物防治方面具有潛在的應(yīng)用前景。它能夠產(chǎn)生一些具有抑制作用的代謝產(chǎn)物,對(duì)一些農(nóng)業(yè)害蟲和植物病原菌具有控制作用,被視為一種可替代化學(xué)農(nóng)藥的生物防治劑。工業(yè)應(yīng)用波羅的海紅小梨形菌在工業(yè)領(lǐng)域也有重要作用。
擬圓孢線黑粉菌(Filobasidium globisporum)隸屬擔(dān)子菌門、線黑粉目,是一類以凍干粉形式保存、生物危害四類的非模式菌,卻在低溫酶學(xué)與綠色技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)巨大潛力。一、分類與培養(yǎng)特性菌株為乳白色、濕潤(rùn)的酵母狀菌落,更適培養(yǎng)溫度20℃,可在4–10℃長(zhǎng)期冷藏存活2–25年;YPM培養(yǎng)基(甘露醇20g/L、酵母提取物、蛋白胨)即可滿足生長(zhǎng),液體培養(yǎng)需避免長(zhǎng)時(shí)間靜置以保持活性。二、低溫酶工廠在20℃條件下,該菌分泌高活性纖維素酶、β-葡萄糖苷酶和木質(zhì)素降解酶,10℃時(shí)仍保留70%以上酶活,適合冷鏈廢棄物處理、低溫洗滌和紙漿漂白,可節(jié)省蒸汽能耗約20%。三、代謝產(chǎn)物多樣發(fā)酵液中可檢測(cè)抗生物質(zhì)、色素及胞外多糖,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌具有明顯抑制圈;其胞外多糖乳化力強(qiáng),已作為天然增稠劑用于食品與化妝品小樣試制。四、環(huán)境修復(fù)潛力菌絲體對(duì)苯酚、重金屬Cd2?、Pb2?表現(xiàn)出吸附-降解雙重作用,5d內(nèi)可將50mg/L苯酚降至5mg/L以下,吸附鉛量達(dá)45mg/g,為低溫含酚廢水、重金屬污染水體提供生物修復(fù)候選。五、科研與安全作為四類危害微生物,操作只需BSL-1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室;凍干粉復(fù)蘇快、ITS序列清晰,是研究擔(dān)子菌低溫酶調(diào)控、孢子長(zhǎng)期保存及冷鏈機(jī)制的理想模式菌。強(qiáng)壯類芽孢桿菌作為一種益生菌,能夠調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,增強(qiáng)腸道屏障功能。

異常嗜冷芽孢桿菌(Bacillus psychrodurans)是芽孢桿菌家族里的“極地居民”。它可在?2 ℃緩慢生長(zhǎng),更適溫度只15 ℃,比較高不超過30 ℃,卻能在南極凍土、深海沉積物中形成橢圓芽孢,耐?20 ℃冷凍和反復(fù)凍融,被視作研究低溫適應(yīng)的模式菌之一。其“耐寒密碼”有三重:細(xì)胞膜富含支鏈和短鏈脂肪酸,保持流動(dòng)性;冷休克蛋白Csp與RNA伴侶協(xié)同,防止核酸二級(jí)結(jié)構(gòu)凍結(jié);兼產(chǎn)低溫活性酶,在4 ℃仍具80 %活力,為冬季生物過程提供催化可能。在農(nóng)業(yè)上,菌株L-4分泌IAA 18 mg·L?1并溶磷2.3 mg·L?1,4 ℃下仍使冬小麥根長(zhǎng)增25 %,返青期提前5天,分蘗數(shù)提高一成,相當(dāng)于給作物“穿”上生物羽絨服。工業(yè)端,它的耐冷蛋白酶已在洗滌劑中試用,10 ℃洗衣去污力提升30 %,節(jié)能20 %;低溫淀粉酶可將糖化溫度由60 ℃降至35 ℃,為冬季酒精發(fā)酵省蒸汽、減碳排。環(huán)境修復(fù)方面,菌株ANT-1在?5 ℃、10 %鹽度下60天降解柴油60 %,為極地溢油、寒區(qū)輸油管泄漏提供原位生物修復(fù)方案。未來(lái),借助合成生物學(xué),把異常嗜冷芽孢桿菌的“冷酶+冷激”模塊植入生產(chǎn)菌,有望實(shí)現(xiàn)“零加熱”生物制造,讓微生物在冰水里也能為人類催化價(jià)值反應(yīng)。小小嗜冷芽孢桿菌,用極端低溫下的生存智慧,把寒冷轉(zhuǎn)化為綠色科技的新動(dòng)能。青銅小單孢菌是一種屬于Micromonospora屬的生物,Micromonospora屬的生物是生物活性次級(jí)代謝物的豐富來(lái)源。瀘州老窖梭菌
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。瘤突毛殼
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(jì)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(duì)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(chǔ)存過程若液體變黃,提示淀粉水解過度,應(yīng)廢棄。瘤突毛殼