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,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 ℃冷凍和反復凍融,被視作研究低溫適應的模式菌之一。其“耐寒密碼”有三重:細胞膜富含支鏈和短鏈脂肪酸,保持流動性;冷休克蛋白Csp與RNA伴侶協同,防止核酸二級結構凍結;兼產低溫活性酶,在4 ℃仍具80 %活力,為冬季生物過程提供催化可能。在農業上,菌株L-4分泌IAA 18 mg·L?1并溶磷2.3 mg·L?1,4 ℃下仍使冬小麥根長增25 %,返青期提前5天,分蘗數提高一成,相當于給作物“穿”上生物羽絨服。工業端,它的耐冷蛋白酶已在洗滌劑中試用,10 ℃洗衣去污力提升30 %,節能20 %;低溫淀粉酶可將糖化溫度由60 ℃降至35 ℃,為冬季酒精發酵省蒸汽、減碳排。環境修復方面,菌株ANT-1在?5 ℃、10 %鹽度下60天降解柴油60 %,為極地溢油、寒區輸油管泄漏提供原位生物修復方案。未來,借助合成生物學,把異常嗜冷芽孢桿菌的“冷酶+冷激”模塊植入生產菌,有望實現“零加熱”生物制造,讓微生物在冰水里也能為人類催化價值反應。小小嗜冷芽孢桿菌,用極端低溫下的生存智慧,把寒冷轉化為綠色科技的新動能。這些酶可以分解麻類植物中的果膠、半纖維素和木質素,從而將纖維從植物組織中分離出來。絮凝假絲酵母
耐熱芽孢芽孢桿菌(Geobacillus stearothermophilus,舊稱Bacillus stearothermophilus)是微生物世界的“高溫鐵人”。其更適生長溫度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。該菌的耐熱密碼在于:細胞膜富含支鏈脂肪酸和鈣-吡啶二羧酸復合物,降低膜流動性;組蛋白樣蛋白緊緊包裹DNA,防止高溫斷裂;同時擁有一套高效熱休克蛋白(Hsp)系統,可快速修復變性蛋白。在工業酶領域,耐熱芽孢芽孢桿菌是“催化劑工廠”。其分泌的耐高溫α-淀粉酶在90 ℃、pH 6.0條件下活性比較高,可將淀粉液化時間縮短一半,廣用于酒精、制糖、紡織退漿,年市場需求超萬噸;耐熱蛋白酶則在60 ℃仍保持80%活性,可用于洗滌劑,提高低溫洗衣的去污力。此外,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潛力。農業與環境方面,科學家將其與堆肥菌系復配,使堆溫迅速升至65 ℃,加速有機質分解,殺滅病原菌和雜草種子,縮短堆肥周期30%;在油田,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%。北見微桿菌霍氏腸桿菌通常存在于人和動物的腸道中,是正常菌群的一部分,在特定條件下會引起動物和人的影響。

PTYG培養基(Peptone-Tryptone-Yeast Extract-Glucose Medium)是一種高營養、通用型液體培養基,由蛋白胨、胰蛋白胨、酵母粉和葡萄糖四種關鍵成分組成,故名“PTYG”。其配方通常為蛋白胨5 g、胰蛋白胨5 g、酵母粉5 g、葡萄糖10 g,NaCl 5 g,補水至1 L,pH調至7.0±0.2,適用于大多數異養細菌、酵母及絲狀菌的快速增殖與代謝研究。該培養基營養,蛋白胨與胰蛋白胨提供多肽與氨基酸,酵母粉富含維生素B群與微量元素,葡萄糖作為碳源,能迅速啟動微生物代謝,縮短延滯期。在常規培養條件下,大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、乳酸菌等常見菌株在37℃、180 r/min培養12小時即可達到對數后期,菌濃可達10? CFU/mL以上,適合用于質粒提取、蛋白表達、酶活測定等下游實驗。此外,PTYG培養基也常被用于益生菌(如雙歧桿菌、乳酸菌)的高密度發酵,若需增強選擇性,可添加0.05% L-半胱氨酸和0.1% Tween-80,以提高厭氧菌的生長效率。若制備固體平板,只需加入1.5%瓊脂,即可用于菌落計數、分離純化及菌株保藏。由于其成分明確、配制簡便、適用廣,PTYG培養基已成為微生物實驗室中不可或缺的“基礎口糧”,在基礎研究、工業發酵、食品微生物檢測及教學實驗中均發揮著重要作用。
包姜氏液體培養基基礎(BGA Broth Base)是為培養姜苗根莖共生促生菌而設計的富氮液體培養基,由包頭師范學院與姜科作物團隊共同優化,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,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。實際應用中,1 L培養基接種5 mL姜塊研磨液,28℃、160 r/min振蕩培養24 h,菌濃即可達2×10? CFU/mL,菌液呈淡棕、微粘,帶新鮮生姜清香;繼續補糖發酵可產胞外多糖1.2 g/L,對番茄、辣椒具明顯促根活性。若需固體分離,補加1.2%瓊脂即得BGA平板,可直觀觀察菌落形態:有效菌株多呈乳白、邊緣波狀,48 h后在365 nm紫外下可見藍綠色熒光,與16S rDNA序列聯用,可在72 h內完成“功能—種屬”雙重鑒定。質量控制上,BGA培養基需用去離子水配制,高壓滅菌后若出現輕微沉淀,為鎂—磷復合物,50℃水浴搖勻即可;儲存過程若液體變黃,提示淀粉水解過度,應廢棄。科學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,為棄荒灘涂奪回糧田。

鹽反硝化枝芽孢桿菌(Virgibacillus halodenitrificans)是芽孢桿菌科中兼具“嗜鹽”與“反硝化”雙重技能的稀有物種。模式菌株 ATCC 49067 分離自法國太陽能鹽場,可在 2–23 % NaCl、10–45 °C 范圍內生長,更適鹽度 3–7 %、pH 7.4–7.5,細胞壁含 meso-DAP,肽聚糖厚且膜脂分支,賦予其耐高滲與堿脅迫的能力。一、鹽中反硝化該菌攜帶完整的 narG/napA-nirK-nor-nosZ 基因簇,能在 3–12 % 鹽度下將 NO?? 依次還原為 N?,并同步積累四氫嘧啶作為相容溶質,既完成脫氮又抵御滲透沖擊。實驗室搖瓶試驗顯示,鹽度 8 % 時其對 NO??-N 去除率仍達 90 % 以上,N?O 釋放量低于檢測限,為高鹽廢水生物脫氮提供了“零碳源”方案。二、油田與暗管應用菌株 WH-6 被制成“熱-鹽雙耐”菌劑,在 55–80 °C、0.5–3.5 % NaCl 的采出水體系中,通過優先利用 NO?? 作電子受體,抑制硫酸鹽還原菌活性,使 H?S 產量下降 70 %,延長注水井管柱壽命。同時,含該菌的清淤劑與多孔沸石復配,用于鹽堿地暗管排鹽,一年后鹽水收集率提高 35 %,出口渾濁度降至 4.7 mg L?1,明顯緩解因泥沙堵塞造成的維護難題。三、農業與生態修復在 1 % 鹽度盆栽中,接種 10? CFU g?1 土壤,可使生菜根際鉀提高 20 %,硝酸鹽含量下降 15 %,產量增 12 %。
竹刀魚希瓦氏菌具有還原三價鐵、液化明膠、Tween 40和Tween 80的能力,并且能夠產生H2S。絮凝假絲酵母
檸檬色明串珠菌(Leuconostoc citreum)是明串珠菌屬的一種革蘭氏陽性、兼性厭氧的球形乳酸菌,廣存在于泡菜、奶酪、黑麥蜜露等天然發酵環境中。該菌在MRS培養基上形成白色、濕潤、圓形小菌落,細胞呈卵圓形或球形,常以珠狀連接排列,不產芽孢,無運動性。檸檬色明串珠菌具有較強的糖類發酵能力,可利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖等產酸產氣,發酵過程中生成乳酸、乙酸及雙乙酰等風味物質,是泡菜和奶酪發酵中的重要功能菌之一。其代謝產物不僅能降低環境pH值,抑制有害菌生長,還能賦予發酵食品特有的香氣和口感,常用于泡菜釀造和干酪輔發酵劑的開發。此外,檸檬色明串珠菌對萬古霉素天然耐藥,但在免疫正常人群中致病性較低,主要沾染低下者,偶可引起呼吸道沾染等機會性沾染,臨床報道較少,上需根據藥敏結果選用氨基糖苷類或四環素類藥物。綜上所述,檸檬色明串珠菌作為一種具有工業應用潛力的乳酸菌,在食品發酵領域展現出良好前景,但在應用過程中仍需關注其耐藥性和安全性評估。絮凝假絲酵母