維涅蘭德固氮菌（Azotobacter vinelandii）是一種革蘭氏陰性的好氧自生固氮菌，屬于固氮菌科。這種細(xì)菌以其獨(dú)特的固氮能力和氧保護(hù)機(jī)制，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和環(huán)境科學(xué)中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。微生物特性維涅蘭德固氮菌是一種多形態(tài)桿狀細(xì)菌，直徑約2-4微米。它具有高呼吸速率，能夠通過(guò)快速消耗氧氣來(lái)保護(hù)對(duì)氧敏感的固氮酶。此外，該菌還能形成厚壁的孢囊，以抵抗干旱等逆境。其固氮酶復(fù)合體由鉬鐵蛋白和鐵蛋白組成，每固定1分子氮?dú)庑柘?0-30分子ATP。固氮機(jī)制維涅蘭德固氮菌的固氮機(jī)制包括呼吸保護(hù)、構(gòu)象保護(hù)和莢膜屏障。呼吸保護(hù)通過(guò)高代謝率快速消耗細(xì)胞內(nèi)氧氣；構(gòu)象保護(hù)則通過(guò)固氮酶與伴侶蛋白結(jié)合減少氧損傷；莢膜屏障則通過(guò)分泌多糖限制氧擴(kuò)散。這種獨(dú)特的氧保護(hù)機(jī)制使其能夠在有氧環(huán)境下進(jìn)行固氮作用，這在固氮菌中較為罕見(jiàn)。生態(tài)作用在生態(tài)系統(tǒng)中，維涅蘭德固氮菌通過(guò)固氮作用增加土壤氮含量，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。它與植物根系（如小麥、玉米）松散聯(lián)合，分泌生長(zhǎng)（如IAA），間接促進(jìn)植物發(fā)育。這種固氮菌廣分布于土壤、植物根際等微環(huán)境中，是自然界中重要的游離氮固定生物。應(yīng)用價(jià)值維涅蘭德固氮菌在農(nóng)業(yè)中作為生物肥料，可減少化學(xué)氮肥的使用，提升可持續(xù)農(nóng)業(yè)。產(chǎn)氣腸桿菌在適宜的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)良好，如在含有營(yíng)養(yǎng)的瓊脂培養(yǎng)基上可以形成光滑、濕潤(rùn)、圓形、凸起的菌落。解脂酸發(fā)光桿菌

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(kāi)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%。菩提奇異球菌更妙的是，它能分解有機(jī)磷長(zhǎng)鏈，釋放正磷酸供作物吸收，相當(dāng)于給土壤配了“微肥”。

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，于是被昵稱為“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。科學(xué)家算過(guò)，一只雌蠊若缺菌，若蟲期延長(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，托住人類更討厭昆蟲的頑強(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。

解淀粉芽孢桿菌是土壤里藏著的一把“生物刀”。它在營(yíng)養(yǎng)充足時(shí)長(zhǎng)成桿狀，一遇干旱、高溫便縮成厚壁芽孢，可耐沸水煮十分鐘、紫外曝曬三小時(shí)，十年后遇水仍能萌發(fā)。復(fù)蘇后，它先分泌α-淀粉酶、葡聚糖酶，把作物根際的淀粉、果膠切成低聚糖，搶得碳源，同時(shí)釋放表面活性素、伊枯草菌素等脂肽，像微型剪刀刺破病原菌膜，對(duì)白絹、枯萎、灰霉的抑制率超過(guò)七成；還能誘導(dǎo)植物開(kāi)啟系統(tǒng)抗性，番茄未染病就先“武裝”葉片。溫室試驗(yàn)顯示，每畝用兩百克菌粉拌基質(zhì)，黃瓜枯萎率降四成，農(nóng)藥少打一半，果實(shí)仍青亮。更妙的是，它能將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為有效磷，并分泌植物素前體，使玉米須根量增三成，畝產(chǎn)提8%。東北連作大豆田因它緩解“磷饑餓”，減少化肥施用量一成。如今，生物公司以玉米漿發(fā)酵罐培養(yǎng)，把芽孢制成可濕性粉劑，拌種、滴灌皆宜，保質(zhì)期兩年，運(yùn)輸不必冷鏈。科學(xué)家還在其基因組里插入耐鹽基因，讓它在西北鹽堿地也能萌發(fā)，為棄荒灘涂奪回糧田。解淀粉芽孢桿菌用肉眼看不見(jiàn)的臂膀，托住綠色農(nóng)業(yè)的明天：讓農(nóng)藥瓶少一個(gè)，飯碗多一粒，也讓板結(jié)的土地重新呼吸。這種細(xì)菌的代謝能力多樣，能夠適應(yīng)不同的環(huán)境條件，使其成為研究細(xì)菌適應(yīng)性和進(jìn)化機(jī)制的理想對(duì)象。

YPG培養(yǎng)基（Yeast Extract-Peptone-Glucose Medium）是酵母提取物-蛋白胨-葡萄糖培養(yǎng)基的簡(jiǎn)稱，堪稱微生物實(shí)驗(yàn)室的“快餐”。配方極簡(jiǎn)：酵母粉5 g、蛋白胨10 g、葡萄糖20 g，補(bǔ)水至1 L，pH 6.2±0.2，無(wú)需調(diào)節(jié)即可滿足大多數(shù)菌、酵母及部分細(xì)菌的快速增殖需求。酵母粉提供B族維生素和微量元素，蛋白胨供給多肽與氨基酸，葡萄糖以高碳濃度啟動(dòng)酵母發(fā)酵型代謝，短短12 h就能讓釀酒酵母OD???沖破1.0，是發(fā)酵工程與分子生物學(xué)過(guò)夜預(yù)培養(yǎng)的優(yōu)先。若用于絲狀菌，只需降低葡萄糖至10 g，并加入微量元素液，28 ℃靜置2天，孢子產(chǎn)量可比PDA提高30%。YPG的另一優(yōu)勢(shì)是“可鹽可甜”：補(bǔ)加15%甘油即成YPG/甘油，用于酵母感受態(tài)制備；添加2%瓊脂便是YPG平板，藍(lán)白斑篩選、轉(zhuǎn)化子計(jì)數(shù)兩不誤。實(shí)驗(yàn)室里還流行“富氧版”——把葡萄糖提前115 ℃單獨(dú)滅菌，避免美拉德反應(yīng)，培養(yǎng)液顏色淺，下游HPLC檢測(cè)有機(jī)酸無(wú)干擾。質(zhì)量控制也輕松：高壓后若顏色發(fā)黃，說(shuō)明葡萄糖與氨基酸高溫反應(yīng)，可改用過(guò)濾除菌；室溫保存1周仍澄清，即可繼續(xù)使用。憑借組分明確、成本低廉、配制快速，YPG培養(yǎng)基已從傳統(tǒng)釀酒實(shí)驗(yàn)室走向合成生物學(xué)、代謝工程與益生菌高密度發(fā)酵，成為微生物學(xué)家手中“養(yǎng)菌如泡茶”的經(jīng)典底牌。侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠，直徑不過(guò)微米，卻能把天空搬上餐桌。法老嗜鹽堿單胞菌

土地鞘氨醇盒菌在降解多種有機(jī)污染物方面展現(xiàn)出明顯的潛力。解脂酸發(fā)光桿菌

無(wú)機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)基（Inorganic Phosphorus Bacteria Medium）是專門用于篩選、計(jì)數(shù)和驗(yàn)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(jī)磷或磷，而用磷酸三鈣〔Ca?(PO?)?〕、磷灰石或磷酸鋁等難溶性無(wú)機(jī)磷酸鹽作為磷源；同時(shí)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(jī)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(zhǎng)。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(huì)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(wú)機(jī)磷培養(yǎng)基，振蕩培養(yǎng) 7 天，用鉬銻抗比色法測(cè)定上清液中有效磷含量，計(jì)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。解脂酸發(fā)光桿菌