嗜碳芽孢桿菌(Bacillus carboniphilus)是芽孢桿菌屬里少見的“高碳”。菌體桿狀、革蘭氏陽性,可形成橢圓芽孢,更適溫度 45–50 ℃,pH 7.0–8.5,可在高濃度可溶性淀粉、糖蜜或木質纖維素水解液中快速生長,因而得名“碳愛好者”。一、高效利用碳源菌株 ATCC 700101 攜帶多拷貝 α-淀粉酶、普魯蘭酶和木聚糖酶基因,48 h 內可將 15 % 淀粉液化糖化至還原糖 180 g L?1,轉化率 > 90 %,為濃醪發酵提供廉價糖源;與酵母共培養,乙醇產量提 12 %,蒸餾能耗降 8 %。二、高滲耐受胞內積累相容溶質四氫嘧啶,使菌體在糖濃度 300 g L?1、滲透壓 1.8 MPa 下仍保持 80 % 活性;芽孢耐 80 ℃ 30 min,便于濃糖液滅菌后直投,縮短發酵周期 12 h。三、農業應用菌株 BC-20 產 IAA 20 mg L?1 并溶磷 2.9 mg L?1,玉米盆栽根長增 28 %,吸磷量提 22 %;與秸稈復配堆肥,堆溫 24 h 升至 65 ℃,纖維素降解率提高 30 %,堆肥周期縮短 7 d,殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。四、工業酶潛力其耐熱耐堿普魯蘭酶更適 pH 9、65 ℃,已用于淀粉糖化“一步法”,節省中和酸 20 %;木聚糖酶在 pH 10、60 ℃仍保持 85 % 活性,用于紙漿漂白,氯用量減少 30 %,降低可吸附有機鹵化物(AOX)排放。耐熱芽孢芽孢桿菌可耐受55 ℃、高鹽環境,利用原油為碳源,產生生物表面活性劑,提高采收率5–8%。暗點雙座炭殼菌
長賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus macroides)是2013年從鯉腸道中分離的新成員,因細胞呈長桿、鏈狀排列而得名。它能在1/2LB培養基上形成淺褐色、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力。其“本領”在于三酶合一:吲哚乙酸(IAA)分泌量達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,番茄根結線蟲侵染率下降42%,果實Vc含量提高12%,產量增8.3%。工業端,菌株ZJB-17009的酯酶對N-苯乙酰-DL-氨基酸水解選擇性達99%,已被用于綠色合成L-氨基酸;另一株C1在白酒窖池可產己酸和乙酸乙酯,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,長賴氨酸芽孢桿菌有望被植入耐鹽、產聚-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。瑞士乳桿菌科學家把Cry基因導入棉花、水稻,培育的Bt作物畢生自帶抗蟲盾,減少農藥噴灑七成以上 。

擴散芽孢桿菌(Bacillus diffusus)是芽孢桿菌屬里的“運動健將”。菌體桿狀、周生鞭毛,在瓊脂表面可形成迅速擴展的薄膜狀菌落,24 h內直徑達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;與枯草芽孢桿菌復配,可形成“生物被膜”,優先占據根際生態位,抑制病原菌入侵。二、廣譜抑菌擴散芽孢桿菌產生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28 mm;溫室試驗顯示,畝用200 g菌粉滴灌,黃瓜枯萎病指下降45 %,農藥用量減少三分之一。三、促生提質菌株IAA產量25 mg·L?1,溶磷2.9 mg·L?1,并產揮發性2,3-丁二醇,誘導玉米側根增30 %,吸磷量提20 %;新疆鹽堿地示范,冬小麥千粒重增1.5 g,產量提高8 %。四、工業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,可作為鉆井泥漿降濾失劑,耐鹽達12 %。
嗜鹽鹽漬微菌(Halomonas sp.)是一類生活在海水、鹽湖、鹽堿土壤等高鹽環境中的革蘭氏陰性桿菌,更適 NaCl 濃度 3 %,但可在 1 %–25 % 鹽度范圍內存活,堪稱“輕-中嗜鹽標兵”。菌落乳白色、邊緣整齊,短桿狀細胞具單極鞭毛,能形成胞外多糖,既吸附 Na? 緩解滲透脅迫,又便于自身在固體表面形成生物膜。其耐鹽策略采用“相容溶質”模式:細胞內大量積累四氫嘧啶(ectoine)和脯氨酸,不干擾酶活;膜脂含磺化糖蛋白 S 層,負電荷屏蔽高陽離子,維持膜結構穩定。因此,在鹽度突變、重金屬并存時仍能快速繁殖。環境工程上,Halomonas sp. 是“高鹽脫氮王”。新疆鹽湖菌株 5505 在 8 % NaCl 下對氨氮、硝態氮、亞硝態氮去除率分別達 100 %、94 % 和 74 %,氮素主要通過同化作用進入菌體,污泥產量低,為高鹽廢水生物凈化提供了高效菌種資源。另有菌株 PH4-5 可在 3 %–12 % 鹽度下降解苯酚,68 h 去除率 > 90 %,為含鹽含酚工業廢水處理帶來新思路。農業方面,Halomonas 能溶解鉀長石、釋放鉀,并分泌 IAA 促進作物根系在鹽堿地生長;與藻共生時,還可利用微藻釋放的甘油作碳源,實現“菌-藻”聯合修復高鹽鹽堿土。新疆糖單孢菌在液體培養時通常不形成菌醭,營養細胞多為雙倍體,也有多倍體。有性生殖時產生子囊孢子 。

細胞壁缺陷型細菌培養基(L-型細菌培養基)是一種為支持細胞壁缺失或缺陷型細菌(如L-型細菌)生長而設計的高滲、低毒、富營養的培養基。這類細菌因缺乏完整的細胞壁,不能耐受常規培養基的滲透壓,因此必須在培養基中加入高濃度的滲透穩定劑,如蔗糖(10–15%)、NaCl(2–5%)或甘露醇,以維持細胞膜的穩定性,防止細胞破裂。L-型細菌通常由某些抗生物質(如青霉素、頭孢類)誘導產生,也可在某些慢性沾染或免疫抑制狀態下自然出現。由于其生長緩慢、形態多變、常規培養難以檢出,因此需要的培養基進行分離與培養。細胞壁缺陷型細菌培養基通常以腦心浸液(BHI)或蛋白胨酵母膏為基礎,提供豐富的氨基酸、維生素和其他生長因子,促進L-型細菌的復蘇與增殖。部分配方還會加入馬血清或人血清(5–10%),以提供膽固醇和脂質,進一步增強膜的穩定性。該培養基可用于臨床標本(如尿液、血液、關節液)中L-型細菌的分離,尤其適用于慢性、反復沾染但常規培養陰性的病例。接種后通常在35–37℃、5% CO?條件下培養3–7天,L-型細菌可形成“油煎蛋”樣菌落,即致密、邊緣擴散的微小菌落,需用倒置顯微鏡觀察確認。侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠,遇豆科根毛即附,分泌信號,誘根內陷成瘤。變黃曲霉
除了在環境修復中的應用,土地鞘氨醇盒菌在生態系統中也扮演著重要角色。暗點雙座炭殼菌
土地鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis terrae)是一種具有重要環境修復潛力的微生物。這種革蘭氏陰性、嚴格好氧的桿狀細菌,泛分布于土壤和水體中。其獨特的代謝能力使其在降解有機污染物方面表現出色,成為環境科學領域的研究熱點。降解能力與環境修復土地鞘氨醇盒菌在降解多種有機污染物方面展現出明顯的潛力。例如,一株名為XY的土地鞘氨醇盒菌被發現能夠高效降解磷酸異癸基二苯酯(IDP),降解率更高可達92.5%。這種能力使其在處理有機磷阻燃劑污染的水體和土壤方面具有重要的應用價值。此外,土地鞘氨醇盒菌還能降解其他有機污染物,如炔草酯,這表明其在農業廢水處理和土壤修復中也有廣闊的應用前景。菌株分離與培養土地鞘氨醇盒菌的分離和培養相對容易。它通常在LB培養基上生長,形成乳黃色、不透明、表面光滑的菌落。這種細菌的更適生長溫度為30℃,pH值為7.0。這些特性使得土地鞘氨醇盒菌在實驗室條件下易于培養和研究,進一步促進了其在環境修復領域的應用。生態系統中的角色除了在環境修復中的應用,土地鞘氨醇盒菌在生態系統中也扮演著重要角色。它參與氮循環和甲烷氧化,有助于維持生態系統的穩定。暗點雙座炭殼菌