堀越氏芽孢杆菌(Bacillus horikoshii)是20世纪90年代由日本科学家堀越等从碱性温泉沉积物中分离出的嗜碱菌,也是国际公认的模式菌株(ATCC 700161)[ ^82^ ][ ^84^ ]。菌体杆状、革兰氏阳性,可形成椭圆芽孢,更适pH 8.5–9.5、温度30–37 ℃,在Na₂CO₃浓度50 g L⁻¹的极端环境中仍能正常代谢,被称为“天然碱性细胞工厂”。一、耐碱机制基因组编码多拷贝Na⁺/H⁺逆向转运蛋白(mnh、nhaC)和碳酸酐酶,可将胞内多余Na⁺排出,并将CO₃²⁻转化为HCO₃⁻,维持胞内pH稳态;细胞壁肽聚糖含高比例二氨基庚二酸,增强膜稳定性,为高温高碱酶的高效表达提供平台。二、工业酶潜力其耐碱淀粉酶、普鲁兰酶更适pH 9–10,90 ℃半衰期>2 h,已用于淀粉糖化“一步法”,可省略传统工艺中的中和环节,节能15 %;耐碱蛋白酶在洗涤剂中可去除血渍、奶渍,低温活性优于市场同类酶20 %。三、农业与环境应用菌株P1具备“溶磷-钝化重金属”双重功能:在pH 9、Cd²⁺ 50 mg kg⁻¹条件下,仍可将难溶磷酸钙转化为磷277 mg kg⁻¹,同时胞外多糖吸附Cd²⁺,使水稻籽粒镉含量下降35 %,产量提高18 %。
细胞壁缺陷型细菌培养基(L-型细菌培养基)是一种为支持细胞壁缺失或缺陷型细菌(如L-型细菌)生长而设计的高渗、低毒、富营养的培养基。这类细菌因缺乏完整的细胞壁,不能耐受常规培养基的渗透压,因此必须在培养基中加入高浓度的渗透稳定剂,如蔗糖(10–15%)、NaCl(2–5%)或甘露醇,以维持细胞膜的稳定性,防止细胞破裂。L-型细菌通常由某些抗生物质(如青霉素、头孢类)诱导产生,也可在某些慢性沾染或免疫抑制状态下自然出现。由于其生长缓慢、形态多变、常规培养难以检出,因此需要的培养基进行分离与培养。细胞壁缺陷型细菌培养基通常以脑心浸液(BHI)或蛋白胨酵母膏为基础,提供丰富的氨基酸、维生素和其他生长因子,促进L-型细菌的复苏与增殖。部分配方还会加入马血清或人血清(5–10%),以提供胆固醇和脂质,进一步增强膜的稳定性。该培养基可用于临床标本(如尿液、血液、关节液)中L-型细菌的分离,尤其适用于慢性、反复沾染但常规培养阴性的病例。接种后通常在35–37℃、5% CO₂条件下培养3–7天,L-型细菌可形成“油煎蛋”样菌落,即致密、边缘扩散的微小菌落,需用倒置显微镜观察确认。丙二酸克罗诺杆菌菌株20Q9B-2-14对马铃薯软腐病菌抑制明显,为生防制剂添新选项。

戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)是一种革兰氏阳性、厌氧的乳酸菌,泛存在于自然环境中,尤其是在植物发酵制品和发酵乳制品中。近年来,戊糖乳杆菌因其在益生菌领域的独特优势和广泛应用而备受关注。生物特性与功能戊糖乳杆菌能够通过发酵多种糖类(如葡萄糖、果糖、木糖等)产生乳酸,从而降低环境的pH值,抑制有害菌的生长。这种特性使其在食品发酵过程中发挥重要作用。此外,戊糖乳杆菌还可以产生多种生物活性物质,如短链脂肪酸、肽和胞外多糖等,这些物质不仅有助于维持肠道微生态平衡,还能增强宿主的免疫。在食品工业中的应用戊糖乳杆菌在食品工业中具有广泛的应用。它常被用于发酵乳制品(如酸奶、奶酪)和植物发酵制品(如泡菜、酸菜)。在发酵过程中,戊糖乳杆菌能够改善产品的风味、质地和保质期。例如,在酸奶生产中,戊糖乳杆菌与嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)共同发酵,能够产生独特的酸味和香气,提升产品的品质。益生菌特性与健康益处戊糖乳杆菌作为一种益生菌,具有多种健康益处。研究表明,戊糖乳杆菌能够调节肠道菌群,缓解和腹泻,增强肠道屏障功能,从而改善消化健康。
巴尔虎湖嗜盐碱淤泥菌(Natronolimnobius baerhuensis)是一种在极端盐碱环境中生存的古菌,因其独特的生态适应性和潜在的应用价值而受到关注。生态特征与多样性巴尔虎湖位于中国内蒙古自治区,是一个典型的咸水湖泊。巴尔虎湖嗜盐碱淤泥菌能够在高盐碱度环境中生存并繁衍,显示出其独特的生存机制。这种古菌具有较高的遗传多样性和代谢多样性,使其能够在多样化的环境中生存。代谢特性与功能研究研究表明,巴尔虎湖嗜盐碱淤泥菌具有多样的代谢途径和功能特性。其代谢产物和酶系统对环境修复、盐碱土改良、有机废物处理等具有重要意义。例如,这种古菌在氮、磷、硫循环中的作用,以及对有机物的降解能力,显示了其在生态环境保护和可持续发展方面的应用潜力。环境和工业领域应用巴尔虎湖嗜盐碱淤泥菌的特殊适应性和功能特性为环境修复、盐碱地改良、废水处理等领域的应用提供了广阔的空间。通过对其生态学特点和代谢途径的深入研究,可以为其在农业、环保和生物技术领域中的应用提供理论和技术支持。培养条件巴尔虎湖嗜盐碱淤泥菌的培养条件为37℃,需氧,使用特定的培养基167。这种古菌的生物安全等级为1,意味着它对人类、动植物和环境构成的风险较低。小小沙福芽孢杆菌,用微米之躯守护绿色丰收,让农药瓶少一个,饭碗多一粒。

特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)是芽孢杆菌属中一颗快速升起的新星。更早在墨西哥酒窖的橡木桶中被发现,它可在60℃、8%乙醇或含砷10g/L的废水中保持活性,芽孢能休眠十年不死,被视作“极端环境基因库”。其抗逆机制由“吸附-代谢-固定”三级网络组成:ArsR-arsB-arsC操纵子把As³⁺氧化为低毒As⁵⁺并泵出胞外;组氨酸富集蛋白Teq可吸附Au³⁺、Cd²⁺,吸附量达50mg/g,使湖南砷污染稻田两年可溶砷下降45%,稻米增产15%,籽粒砷低于国标一半。在农业领域,特基拉芽孢杆菌表现出广谱抑菌与促生双重功效。菌株M408F10-3F8对12种病原菌和卵菌有强拮抗作用,黄瓜枯萎盆栽防效58%,与多菌灵相当,同时分泌IAA促生;菌株2-2a对大豆炭疽、黑斑、灰斑等叶部病害及根腐、立枯等土传病害兼具防效,且定殖速度快;菌株20Q9B-2-14对马铃薯软腐病菌抑制明显,为生防制剂添新选项。在水产养殖中,菌株ZSGD5与Bt-CO通过“异养硝化-好氧反硝化”低耗氧途径,把氨氮、亚硝酸盐迅速转为氮气逸出,5℃仍保持活性,可使斑节虾、花白鲢池塘氨氮下降60%,换水量减少三成。浸麻类芽孢杆菌是一种革兰氏阳性菌,它在麻类植物纤维加工中发挥着独特的作用。广温嗜冷北极杆菌
昼夜输送给花生,亩产蛋白因此提升三成,农户少施20公斤尿素,却多收一筐饱满果仁。假单孢菌属
在微生物的世界里,坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus)以其良好的生存能力和独特的生物学特性脱颖而出。这种细菌不仅在极端环境中展现出顽强的生命力,还在多个领域展现出巨大的应用潜力,成为科学家们研究的热点。微生物界的“生存强者”坚强芽孢杆菌属于芽孢杆菌属,是一种革兰氏阳性细菌。它的名字来源于其强大的生存能力,能够在极端环境下形成芽孢,从而抵御高温、干燥、辐射和化学物质等不利因素。这种芽孢结构使得坚强芽孢杆菌能够在极端环境中长期存活,甚至在太空环境中也能保持活性。广的生态分布坚强芽孢杆菌广分布于土壤、水体和植物根际等环境中。它在自然生态系统中扮演着重要角色,参与有机物的分解和养分循环。其强大的适应能力使其能够在多种生态环境中生存,包括盐碱地、酸性土壤和污染土壤等。工业应用潜力坚强芽孢杆菌在工业领域具有广泛的应用前景。它能够分解多种有机污染物,如石油烃、多环芳烃和农药残留等,因此在环境修复领域备受关注。研究表明,坚强芽孢杆菌可以有效降解土壤中的石油烃,减少环境污染。此外,它还能够产生多种生物活性物质,如素、酶和表面活性剂,这些物质在医药、农业和工业发酵中具有重要应用价值。假单孢菌属