厌糖盐土生古菌(Natronomonas pharaonis)是一种极端嗜盐的古菌,泛分布于高盐碱环境,如盐湖和盐田中。这种古菌以其独特的生态适应性、强大的耐碱能力和潜在的生物技术应用价值而受到关注。生物特性厌糖盐土生古菌是一种革兰氏阴性、严格厌氧的球状古菌。它在高盐度和高碱度的环境中表现出极强的适应能力。其细胞呈球形,通常单个存在或成对排列。这种古菌在更适生长条件下,能够快速繁殖,形成具有特征性的菌落形态。其菌落通常为白色或浅黄色,表面光滑,边缘整齐。生态适应性厌糖盐土生古菌的适应性主要体现在其对极端环境的耐受性。这种古菌能够耐受高盐度(高达5 M NaCl)和高碱度(pH 9.5-11.0)的环境。这种能力使其在盐湖、盐田和碱性土壤等极端环境中能够生存和繁衍。此外,它还能够在高温环境下生长,更适生长温度为45℃。代谢能力厌糖盐土生古菌具有独特的代谢能力,能够利用多种碳源进行生长。它可以利用葡萄糖、果糖、蔗糖等单糖和二糖进行厌氧发酵,产生乙酸、H₂和CO₂等代谢产物。这种代谢途径使其在高盐碱环境下能够有效获取能量和营养物质。应用潜力厌糖盐土生古菌在生物技术领域具有重要的应用潜力随着对土地鞘氨醇盒菌研究的不断深入,其在环境修复和生态学研究中的应用前景将更加广阔。河流弧菌
产气气杆菌(Aeromonas hydrophila)是一种革兰氏阴性、兼性厌氧的杆菌,广存在于自然环境中,如水体、土壤和动物肠道中。它因其能够产生气体而得名,这种气体主要由二氧化碳和氢气组成。产气气杆菌不仅在微生物学研究中具有重要意义,还在医学、水产养殖和环境科学等多个领域展现出独特的应用价值。微生物特性产气气杆菌是一种中等大小的杆菌,形态多变,可呈短杆状或长丝状。它具有周生鞭毛,能够运动。该菌在普通营养琼脂上生长良好,形成圆形、光滑、透明或半透明的菌落。产气气杆菌的生长温度范围较广,更适生长温度为37℃,但在较低温度下也能生长,这使其在自然环境中具有很强的适应能力。医学应用产气气杆菌是一种重要的条件致病菌,能够引起人类和动物的多种疾病。在人类中,它主要引起肠道沾染,如腹泻、和呕吐。此外,它还可能导致伤口沾染、败血症和尿路沾染。在免疫系统受损的个体中,产气气杆菌的沾染可能更为严重。因此,了解产气气杆菌的致病机制对于预防和治相关疾病具有重要意义。水产养殖在水产养殖中,产气气杆菌是一种重要的病原菌,能够引起鱼类的多种疾病,如赤皮病、肠炎病和打印病。德式乳杆菌雅各布森亚种浸麻类芽孢杆菌(Bacillus rettgeri)作为一种特殊的微生物,为这一课题提供了极具潜力的解决方案。

绿色绿芽菌(Blastochloris viridis)是一株绿色、能出芽的光合细菌,隶属α-变形菌纲芽生绿菌属。菌体圆形至卵圆,具极生鞭毛,可活跃游动;革兰氏阴性,无芽孢,不形成芽孢链,通过不对称出芽繁殖,是光合菌中少见的“芽殖型”。它的培养物呈橄榄绿至翠绿,源于细菌叶绿素b与类胡萝卜素的组合,吸收波段集中在700-900 nm近红外区,可在弱光或近红外环境中进行不产氧光合,为光能异养生长提供优势。更适生长温度30℃,pH 6.8-7.5,盐度0-6%,兼性微好氧,黑暗条件下也能缓慢呼吸增殖,适应淡水到河口多种生境。绿色绿芽菌的光合内膜为囊泡状,含Q-8、Q-10、MK-7、MK-9等醌类,G+C mol% 66-71,系统发育与红游动菌属更接近。其反应中心结构与电子传递链已被解析,是研究光能转化和人工光合器件的模型生物。应用方面,菌株ATCC 19567常用于教学与科研;因其能利用低级脂肪酸和多种有机酸,也被探索用于高浓度有机废水处理,可在光照厌氧反应器中同步去除COD并回收单细胞蛋白,为“光合-净水-资源”一体化提供新思路。随着合成生物学发展,绿色绿芽菌的细菌叶绿素b合成基因簇已被克隆,为构建近红外驱动细胞工厂奠定了遗传基础。
盐敏芽孢杆菌(Bacillus halmapalus)是芽孢杆菌属中“怕盐”的稀有成员,却因此成为科研与教学的“模式对照株”。标准菌株 DSM8723 更初由丹麦 Novo Nordisk 分离,更适 NaCl 浓度只 0.5 %,盐度 >2 % 即明显受抑,与嗜盐菌形成鲜明对比,为研究芽孢杆菌耐盐机制提供了理想“负对照”。一、形态与生理菌落乳白色、边缘光滑,革兰氏阳性大杆菌,具周生鞭毛,可形成椭圆芽孢;氧化酶阳性,好氧,更适温度 30 ℃、pH 7.0,能分泌 α-淀粉酶,在 DSMMedium 31 培养基中生长迅速。二、科研价值由于盐敏感特征明确,常被用作“盐胁迫空白”:与耐盐菌株进行平行转录组、蛋白组比较,可快速锁定 Na⁺/H⁺ 逆向转运蛋白、相容溶质合成酶等关键耐盐基因;其 α-淀粉酶在 0–1 % NaCl 时活力比较高,盐度升高活性骤降,为研究酶分子盐适应机制提供“开关型”模型。三、教学与质控国内多所高校将其列为微生物实验“盐梯度生长”标准菌,学生通过梯度平板即可直观观察盐浓度对芽孢杆菌生长速率、芽孢形成率及酶活性的影响,实验重复性好、安全等级 1 级,无需特殊防护。菌体还可吸附Au³⁺、Cd²⁺,吸附量分别达50mg/g与35mg/g,为矿区重金属修复提供低成本方案。

枯草芽孢杆菌斯氏亚种(Bacillus subtilis subsp. spizizenii)是“枯草家族”里的轻骑兵,菌体纤细,却藏着一套“攻防兼备”的微生物 toolkit。1930 年代被 Spizizen 从沙漠尘土中分离,因而得名。它更擅在 35–45 ℃、低湿度的热旱边际快速萌发,芽孢外壁含特殊吡啶二羧酸钙层,可耐 90 ℃热水 20 min、紫外 5000 μW·s/cm² 仍存活,为制剂长途运输省下冷链成本。复苏后,斯氏亚种先分泌高活性 surfactin、fengycin 与 bacillomycin D,三脂肽协同击穿病原菌膜,对番茄青枯、辣椒疫霉、小麦纹枯的抑菌带宽达 28–32 mm;同时释放挥发性 2,3-丁二醇,启动植物 ISR 信号,使叶片过氧化物酶活性提高 1.8 倍,达到“未病先防”。田间试验中,每亩用 100 g 斯氏亚种可湿粉拌种,玉米出苗率提升 12%,后期纹枯病指降 46%,产量增 8.3%;若与滴灌同施,可使连作草莓根际尖孢镰刀菌数量下降 70%,果实可溶性糖提高 1.2 度,货架期延长 3 天。更妙的是,它能合成耐碱 α-淀粉酶与β-葡聚糖酶,在 pH 9.5、温度 50 ℃ 条件下仍保持 80% 酶活,用于青贮饲料可提前 2 天完成乳酸发酵,降低干物质损耗 3%。目前,工厂采用糖蜜—豆粕深部好氧发酵,48 h 芽孢量可达 5×10¹⁰ CFU/mL,喷雾干燥后存活率 > 95%,制成黑衣粉剂,保质期 24 个月。强壮类芽孢杆菌是一种极具潜力的益生菌,广泛应用于多个领域。卵形丝孢酵母
其基因组已被测序,为分子生物学和生物技术研究提供了丰富的资源。河流弧菌
希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)是一种革兰氏阴性的海洋细菌,因其在海洋生态系统中的泛分布和明显的降解能力而备受关注。这种细菌不仅在海洋生态系统的物质循环中发挥重要作用,还在食品和环境修复领域展现出巨大的应用潜力。生物特性希瓦氏菌的细胞呈直杆状或微弯曲形态,具有极生单鞭毛,能够运动。它是一种兼性厌氧菌,能够在有氧和无氧条件下生长。这种细菌能够利用多种有机物质作为碳源,包括葡萄糖、蔗糖和麦芽糖等。此外,希瓦氏菌还具有氧化酶阳性特征,能够分解蛋白质、氨基酸及脂类,产生使人感官不能接受的代谢产物,如三甲胺和硫化氢。降解能力希瓦氏菌具有强大的降解能力,能够分解多种有机污染物。例如,它能够降解石油类化合物、农药和有机溶剂等,这使其在环境污染修复和废物处理中具有重要应用价值。此外,希瓦氏菌还被用于生产葡萄糖氧化酶、蛋白酶和聚羟基丁酸等有用的代谢产物。海洋生态作用在海洋生态系统中,希瓦氏菌通过降解有机物质,参与海洋中的碳循环和营养物质的再分配。它能够分解藻类和其他海洋生物产生的有机物质,维持海洋生态系统的平衡。河流弧菌