阿氏芽孢桿菌(Bacillus aryabhattai)是2009年印度科學家從平流層空氣塵埃中分離的新種,以古印度天文學家阿耶波多命名,象征“高空來客”。菌體桿狀、周生鞭毛,能形成橢圓芽孢,耐紫外、耐干燥,在pH 5–9、15–45 ℃范圍內生長良好,是兼具促生與抗逆的“空中特種兵”。一、促生機制菌株AB15可分泌IAA 28 mg·L?1,溶磷3.5 mg·L?1,并產1-氨基環丙烷-1-羧酸(ACC)脫氨酶,降低植物乙烯水平,使小麥、玉米根系增35%,干旱存活率提25%;與根瘤菌共接種,大豆結瘤數提高40%,畝產增加18%。二、防病降鎘菌株Cd-19對番茄青枯、黃瓜枯萎抑菌帶寬達26 mm;同時胞外多糖吸附Cd2?,使糙米鎘含量下降45%,達到國家限定標準,為“重金屬-病害”復合障礙田提供一菌雙解方案。三、工業酶潛力其耐堿淀粉酶更適pH 9、55 ℃,在洗衣液中可去除淀粉污漬,活性比市售酶高20%;低溫蛋白酶在10 ℃仍保持70 %活力,為寒區洗碗粉節約能耗15 %。四、太空農業由于源自平流層,AB15對紫外、低氣壓具有天然適應性,已被選為“月宮一號”生物再生生命保障系統候選菌,可在微重力下穩定促生小麥,為地外基地提供微生物保障。其基因組已被測序,為分子生物學和生物技術研究提供了豐富的資源。庫德里阿茲威酵母
吉氏芽孢桿菌(Bacillus gibsonii)是芽孢桿菌屬中“耐熱兼耐堿”的新銳成員,2004年由德國學者從堆肥超溫區分離,命名源自菌種保藏家 Gibson 的姓氏。菌株呈桿狀、革蘭氏陽性,可形成橢圓芽孢,只適生長溫度 50–55 ℃,pH 8.5–9.5,能在 10 % Na?CO? 和 1 % 過氧化氫條件下存活,被視作“堿性酶工廠”的理想候選。一、耐熱耐堿機制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉運蛋白(nhaA、nhaC)與碳酸酐酶,可將胞內多余 Na? 排出并維持 pH 穩態;芽孢富含鈣-吡啶二羧酸復合物,賦予其 100 ℃、30 min 的耐熱能力,為高溫高堿工業環境提供穩定催化劑。二、工業酶寶庫其耐堿普魯蘭酶只適 pH 9、70 ℃,可高效切割 α-1,6 糖苷鍵,用于淀粉糖化“一步法”,節省中和酸用量 20 %;耐堿木聚糖酶在 pH 10、65 ℃仍保持 85 % 活性,已用于紙漿漂白,減少氯用量 30 %,降低 AOX 排放;堿性蛋白酶則在 40 ℃、pH 11 條件下對血漬、奶漬去污力提升 35 %,為無磷洗滌劑增添綠色助劑。三、農業與環境菌株 TP-1 可產 IAA 12 mg·L?1 并溶磷 2.8 mg·L?1,使玉米根系增 25 %,吸磷量提 18 %;與秸稈復配堆肥,24 h 堆溫升至 65 ℃,纖維素降解率提高 28 %,堆肥周期縮短 6 d,殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。延長四聯球狀菌解硫胺素類芽孢桿菌屬于芽孢桿菌屬,是一種革蘭氏陽性菌。

鹽敏芽孢桿菌(Bacillus halmapalus)是芽孢桿菌屬中“怕鹽”的稀有成員,卻因此成為科研與教學的“模式對照株”。標準菌株 DSM8723 更初由丹麥 Novo Nordisk 分離,更適 NaCl 濃度只 0.5 %,鹽度 >2 % 即明顯受抑,與嗜鹽菌形成鮮明對比,為研究芽孢桿菌耐鹽機制提供了理想“負對照”。一、形態與生理菌落乳白色、邊緣光滑,革蘭氏陽性大桿菌,具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢;氧化酶陽性,好氧,更適溫度 30 ℃、pH 7.0,能分泌 α-淀粉酶,在 DSMMedium 31 培養基中生長迅速。二、科研價值由于鹽敏感特征明確,常被用作“鹽脅迫空白”:與耐鹽菌株進行平行轉錄組、蛋白組比較,可快速鎖定 Na?/H? 逆向轉運蛋白、相容溶質合成酶等關鍵耐鹽基因;其 α-淀粉酶在 0–1 % NaCl 時活力比較高,鹽度升高活性驟降,為研究酶分子鹽適應機制提供“開關型”模型。三、教學與質控國內多所高校將其列為微生物實驗“鹽梯度生長”標準菌,學生通過梯度平板即可直觀觀察鹽濃度對芽孢桿菌生長速率、芽孢形成率及酶活性的影響,實驗重復性好、安全等級 1 級,無需特殊防護。
YPG培養基(Yeast Extract-Peptone-Glucose Medium)是酵母提取物-蛋白胨-葡萄糖培養基的簡稱,堪稱微生物實驗室的“快餐”。配方極簡:酵母粉5 g、蛋白胨10 g、葡萄糖20 g,補水至1 L,pH 6.2±0.2,無需調節即可滿足大多數菌、酵母及部分細菌的快速增殖需求。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酵母發酵型代謝,短短12 h就能讓釀酒酵母OD???沖破1.0,是發酵工程與分子生物學過夜預培養的優先。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,孢子產量可比PDA提高30%。YPG的另一優勢是“可鹽可甜”:補加15%甘油即成YPG/甘油,用于酵母感受態制備;添加2%瓊脂便是YPG平板,藍白斑篩選、轉化子計數兩不誤。實驗室里還流行“富氧版”——把葡萄糖提前115 ℃單獨滅菌,避免美拉德反應,培養液顏色淺,下游HPLC檢測有機酸無干擾。質量控制也輕松:高壓后若顏色發黃,說明葡萄糖與氨基酸高溫反應,可改用過濾除菌;室溫保存1周仍澄清,即可繼續使用。憑借組分明確、成本低廉、配制快速,YPG培養基已從傳統釀酒實驗室走向合成生物學、代謝工程與益生菌高密度發酵,成為微生物學家手中“養菌如泡茶”的經典底牌。其適生長溫度55–65 ℃,芽孢可耐100 ℃沸水2小時、紫外線輻照8小時仍存活,被廣用于檢驗高壓滅菌效果。

無機磷細菌培養基(不含瓊脂)是專為“溶磷菌”篩選與活性測定設計的合成液體培養基。其配方精髓在于“難溶磷”:磷酸三鈣〔Ca?(PO?)?〕以懸浮顆粒形式存在,不提供任何磷;葡萄糖或甘露醇擔任碳源,硫酸銨為氮源,并輔以Mg2?、K?、微量元素及磷酸鹽緩沖液,pH穩定在6.8–7.2。唯有能分泌有機酸、質子或磷酸酶的細菌,方可將不溶性磷轉化為可溶PO?3?,供自身同化并釋放到液相中,使原本乳白的懸濁液逐漸澄清,上清有效磷濃度上升,實現“溶磷”可視化與可量化。實驗流程簡潔高效:250 mL三角瓶裝50 mL培養液,接入土壤或根際稀釋液,28℃、170 r/min振蕩培養5–7天;每24 h取樣離心,鉬銻抗比色法測定鉬藍吸光度,繪制“溶磷-時間”曲線。高效菌株72 h內上清磷濃度可突破200 mg·L?1,pH降至4.5以下,溶磷率與酸度呈明顯負相關。若需高通量比較,可改用96深孔板,同步測定OD???與可溶性磷,計算單位生物量溶磷效率,快速鎖定優良菌株。質量控制要點:滅菌后磷酸三鈣易沉降,使用前需渦旋或磁力攪拌重懸;背景可溶磷須低于0.5 mg·L?1,避免假陽性。儲存過程若出現絮凝,多為鈣-蛋白復合物,可超聲打散,不影響活性。其揮發性的3-甲基-1-丁醇、2-甲基吡嗪可誘導植物系統抗性,使棉花黃萎病指下降40%。柱狀黃桿菌
它能夠高效地分解硫胺素,生成多種有用的代謝產物,如核苷酸和氨基酸。庫德里阿茲威酵母
BM液體培養基,全名Basal Mineral Liquid Medium,是微生物學界公認的“極簡配方”。它只提供生命必需的礦物元素:K?HPO? 1.0 g、KH?PO? 1.0 g、MgSO?·7H?O 0.2 g、CaCl?·2H?O 0.02 g、Fe-EDTA 0.01 g,加蒸餾水至1 L,pH 6.5±0.1,無碳、無氮、無有機微量元素,因此也被稱為“空白畫布”。研究者可根據目標菌的代謝特點,精確添加單一碳源(如葡萄糖、苯甲酸、甲烷)、氮源(如NH?Cl、NO??或尿素)及特定金屬,實現代謝通路、降解基因或耐受機制的單變量研究。BM的高純度與低背景使其成為環境微生物分離的優先。取河水或土壤浸提液,經0.22 μm過濾除菌后,取1 mL加入含BM的50 mL血清瓶,再投加目標污染物(如50 mg L?1多環芳烴),28℃、150 r/min培養7天,即可富集到以該污染物為碳能源的降解菌群。繼代3次后,稀釋涂布于含BM的固體平板,菌落純化率可達90%以上,極大減少雜菌干擾。此外,BM培養基在合成生物學中亦扮演重要角色。研究者可在BM中添加特定濃度的13C-葡萄糖或1?N-NH?Cl,實現全菌體同位素標記,為蛋白質組、代謝流分析提供干凈背景;也可通過缺鐵、缺鋅的BM,研究金屬調控蛋白的功能。庫德里阿茲威酵母