嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alcalophilus)是芽孢杆菌属的“高碱”。菌体杆状、周生鞭毛,能在 pH 9–11 的极端碱性环境中旺盛生长,芽孢可耐 100 ℃ 沸水 30 min,是研究碱适应与工业酶的模式菌株。一、耐碱机制基因组编码多拷贝 Na⁺/H⁺ 逆向转运蛋白(nhaA、nhaC)和碳酸酐酶,将胞内多余 Na⁺ 泵出并维持 pH 稳态;细胞壁肽聚糖富含 meso-二氨基庚二酸,膜脂分支化程度高,为高温高碱酶表达提供稳定平台。二、工业酶宝库其耐碱淀粉酶更适 pH 10、90 ℃,用于纺织退浆可省略中和步骤,节能 15 %;耐碱蛋白酶在 pH 11、40 ℃仍保持 90 % 活性,已列入无磷洗涤剂,血渍、奶渍去污力提升 30 %;耐碱木聚糖酶用于纸浆漂白,氯用量减少 30 %,降低可吸附有机卤化物(AOX)排放。三、农业应用菌株 AB-10 产 IAA 15 mg·L⁻¹,并溶磷 2.6 mg·L⁻¹,使玉米根系增 28 %,吸磷量提 18 %;与秸秆复配堆肥,24 h 堆温升至 65 ℃,纤维素降解率提高 30 %,堆肥周期缩短 7 d,杀灭病原菌和杂草种子效果明显。四、环境修复胞外多糖能吸附 Cd²⁺、Pb²⁺,吸附量分别达 50 mg·g⁻¹ 与 35 mg·g⁻¹;在 pH 9 的苏打盐碱土中定殖后,水稻产量增加 10 %,土壤交换性钠下降 15 %。解蛋白奇异球菌的培养相对容易,通常在特定的培养基上生长良好。广西微枝形杆菌
MY培养基(Malt-Yeast Extract Medium)是“麦芽-酵母”双营养的经典富集培养基,配方简洁却营养爆棚:麦芽浸粉20 g、酵母粉4 g、葡萄糖10 g,补水至1 L,pH自然5.6±0.2,无需调节即可释放麦芽淀粉酶持续供糖,形成“缓释碳源”效应。其低pH与高还原糖组合,既能抑制多数细菌蔓延,又为酵母、丝状菌及嗜酸微藻提供“即食”氮碳,是实验室摇瓶、工业菌种活化与次级代谢研究的“第一步”。在酿酒酵母中,30℃、200 r/min培养16 h,OD₆₀₀轻松破1.5,细胞活性>95%,直接转接乙醇发酵罐可缩短延滞期6 h;若用于产赤霉素藤仓镰刀菌,只需将葡萄糖降至5 g,并补加0.5 g NH₄NO₃,28℃静置5天,赤霉素GA₃产量可达320 mg L⁻¹,比PDB提高40%。MY培养基的另一优势是“可视化”:含2%琼脂即成MYA平板,菌落形态饱满、色素鲜艳,青霉呈蓝绿,红酵母显玫瑰红,常被用作教学示范板。质量控制亦轻松:高压后若颜色加深,说明美拉德反应过度,可改用115℃灭菌20 min;室温存放1个月仍澄清,即可继续使用。凭借其组分明确、成本低廉、配制快速,MY培养基已从传统酿酒实验室走向合成生物学、次级代谢与益生菌高密度发酵,成为微生物学家手中“养菌如泡茶”的经典底牌。甲基营养型芽胞杆菌生物公司以玉米浆发酵罐培养,把芽孢制成可湿性粉剂,拌种、滴灌皆宜,保质期两年,运输不必冷链。

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)是一种泛存在于土壤、水和植物表面的革兰氏阳性细菌。它以其独特的杀虫特性,在农业和环保领域备受关注。这种细菌在生长过程中会形成芽孢和伴孢晶体,其中伴孢晶体含有的δ-内(Cry蛋白)是其杀虫的关键。杀虫机制苏云金芽孢杆菌的杀虫机制非常独特且高效。当害虫取食含有Bt的植物或制剂后,其肠道中的碱性环境会启动Cry蛋白,这些蛋白与害虫肠道上皮细胞的特异性受体结合,破坏肠道屏障,导致害虫停止取食,更终因饥饿或败血症死亡。这种杀虫方式具有高度的特异性,主要针对鳞翅目(如棉铃虫、菜青虫)、鞘翅目(如甲虫)和双翅目(如蚊、蝇)等害虫,而对人类、哺乳动物以及其他有益昆虫和生物无害。农业应用在农业领域,苏云金芽孢杆菌被广泛应用于害虫的生物防治。它可以有效防治蔬菜、棉花、玉米等多种作物的害虫,如玉米螟、菜粉蝶、小菜蛾等。此外,苏云金芽孢杆菌还可用于防治林业害虫,如舞毒蛾、云杉卷叶蛾、松毛虫等。其制剂喷雾不仅对害虫有良好的控制效果,而且对环境友好,不会破坏生态平衡。环保优势苏云金芽孢杆菌作为一种生物农药,具有明显的环保优势。
蟑螂埃希氏菌并非真“埃希氏菌”,而是2017年从美洲大蠊肠道里分离出的新种,学名Blattabacterium,却与大肠杆菌同门,于是被昵称为“蟑螂埃希氏菌”。它住在宿主脂肪体细胞内,像随军粮仓,把蟑螂吃剩的尿素、尿酸重新拆成氨,再掺进糖酵解中间物,合成10种必需氨基酸,回赠宿主。没有它,蟑螂只能在高蛋白环境里长大;有了它,哪怕啃纸、啃胶水也能活得肥硕。科学家算过,一只雌蠊若缺菌,若虫期延长一倍,产卵量掉七成。更有趣的是,菌体随卵壳传代,百万年来与蟑螂共谱“垂直家谱”,演化出精简的600kb基因组,几乎丢掉所有外壁合成基因,把防御任务全交给宿主,自己专职“氮回收”。如今,实验室尝试用抗生物质“断菌”,结果蟑螂像泄了气的皮球,说明菌是害虫活力的隐形引擎。小小蟑螂埃希氏菌,用显微镜下的齿轮,托住人类更讨厌昆虫的顽强生命,也为绿色控蟑提供新靶点:若能阻断菌给氮,或许能让厨房少一点深夜惊叫。其芽孢可抗紫外、耐干燥,货架期长达24个月,为商品化奠定基础。

胶冻样类芽孢杆菌(Paenibacillus mucilaginosus)是土壤里会“熬胶”的硅酸盐细菌。菌落圆润、表面像果冻,能把矿物中的钾、磷、硅一股脑解离出来,被农民亲切地称作“天然第二钾肥厂”。一、解矿机制它分泌多糖和有机酸,在钾长石表面形成生物膜,质子交换+络合双管齐下,把难溶的矿物钾转化为可溶性钾,盆栽试验显示,土壤钾含量可提高25%,相当于每亩白捡3公斤K₂O。二、促生抗逆产IAA、 gibberellin,刺激玉米、土豆侧根激增30%;生成的胞外多糖保水又固粒,使沙壤土含水率提升8%,帮助作物度过春旱。三、田间成绩山东大葱示范区,亩施200g(10⁸ CFU/g)菌粉,葱白粗度增加0.3 cm,产量提高12%,化肥钾用量降20%;宁夏葡萄沟灌后,糖酸比更协调,果粉增厚,货架期延长5天。四、工业发酵以糖蜜-玉米浆为培养基,28℃、200 r/min发酵36 h,芽孢数可达5×10⁹ CFU/mL,喷雾干燥存活率>90%,与腐熟鸡粪造粒,制成“生物硅钾肥”,存放18个月活菌仍大于2亿/克。五、未来方向科学家正把耐盐碱、耐重金属基因簇导入该菌,构建“解钾-降盐-钝化镉”三合一工程菌,让盐碱滩、矿区复垦地也能长出高产庄稼。黑曲霉在显微镜下呈现出独特的黑色菌丝体,其分生孢子头形似球状,表面粗糙且密集。芽胞八叠球菌属
耐热芽孢芽孢杆菌可耐受55 ℃、高盐环境,利用原油为碳源,产生生物表面活性剂,提高采收率5–8%。广西微枝形杆菌
潘诺尼亚锁霉(Itersonilia pannonica)是一株担子菌门、锁霉属的低温丝状菌,原产中国,常见于草地、腐叶及冷藏蔬菜表面。菌丝白色至淡黄,扩展呈绒毯状,更适生长17℃,pH6,需氧,对盐浓度变化敏感,4℃保存即可。一、科研价值耐冷特性使其成为冷链食品研究的模式菌;与毡状金孢霉近缘,基因组含多种细胞壁降解酶基因,可用于低温酶筛选及担子菌系统发育分析。二、生物防治潜力培养滤液对灰霉、菌核等植物病原菌抑制圈达15–20 mm,并能分泌几丁质酶,分解线虫卵壳,盆栽试验使番茄根结线虫侵染率下降40 %,为开发低温生剂提供候选。三、低温酶应用菌株在10℃仍产较高活性纤维素酶和β-葡萄糖苷酶,可用于低温洗涤、纸浆漂白或冷链废弃物降解,节能20 %,降低高温处理成本。四、教学与质控生物危害四类,培养简易,国内多所高校将其列入“冷链微生物”教学实验,学生可通过梯度平板直观观察低温生长曲线,并用于冷藏食品监测的阳性对照。未来,借助合成生物学,把潘诺尼亚锁霉的冷活性酶基因导入工业酵母,有望构建“冷链-降解”一体化细胞工厂,为冷链物流、低温环保和绿色防控提供新工具。小小锁霉,用一把“冷钥匙”开启低温生物技术的广阔天地。广西微枝形杆菌