微孢被孢霉

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。这种能力使其在微生物界中独树一帜，也为它在多个领域的应用提供了基础。微孢被孢霉

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。蟑螂埃希氏菌科学家正给它插入耐旱基因，希望让戈壁也长出稻浪。

BM液体培养基，全名Basal Mineral Liquid Medium，是微生物学界公认的“极简配方”。它只提供生命必需的矿物元素：K₂HPO₄ 1.0 g、KH₂PO₄ 1.0 g、MgSO₄·7H₂O 0.2 g、CaCl₂·2H₂O 0.02 g、Fe-EDTA 0.01 g，加蒸馏水至1 L，pH 6.5±0.1，无碳、无氮、无有机微量元素，因此也被称为“空白画布”。研究者可根据目标菌的代谢特点，精确添加单一碳源（如葡萄糖、苯甲酸、甲烷）、氮源（如NH₄Cl、NO₃⁻或尿素）及特定金属，实现代谢通路、降解基因或耐受机制的单变量研究。BM的高纯度与低背景使其成为环境微生物分离的优先。取河水或土壤浸提液，经0.22 μm过滤除菌后，取1 mL加入含BM的50 mL血清瓶，再投加目标污染物（如50 mg L⁻¹多环芳烃），28℃、150 r/min培养7天，即可富集到以该污染物为碳能源的降解菌群。继代3次后，稀释涂布于含BM的固体平板，菌落纯化率可达90%以上，极大减少杂菌干扰。此外，BM培养基在合成生物学中亦扮演重要角色。研究者可在BM中添加特定浓度的¹³C-葡萄糖或¹⁵N-NH₄Cl，实现全菌体同位素标记，为蛋白质组、代谢流分析提供干净背景；也可通过缺铁、缺锌的BM，研究金属调控蛋白的功能。

乳酸铁营养琼脂（Lactose Iron Nutrient Agar）是一种兼具选择性、鉴别性与营养性的复合培养基，常用于食品、水质及临床标本中革兰阴性肠道菌的快速分离与初步鉴定。其关键原理在于“双指示”设计：乳糖作为可发酵碳源，与铁盐共同构成判别系统——能发酵乳糖的菌株产酸，使酚红指示剂由红变黄；若同时产气，则可在培养基内形成气泡或裂缝。而铁离子的加入，让具备硫化氢（H₂S）生成酶的细菌（如某些变形杆菌、沙门氏菌）将硫代硫酸钠还原，与Fe²⁺结合生成黑色FeS沉淀，菌落中心呈现特征性黑心，实现“一眼辨菌”。配方上，乳酸铁营养琼脂在营养琼脂基础上添加1%乳糖、0.02%硫代硫酸钠与0.02%柠檬酸铁铵，pH调至7.4±0.2，既保证肠杆菌科的基本营养需求，又通过高糖与铁盐抑制部分非目标菌的过度生长。倾注平板后呈淡红色半透明，若室温存放出现泛黄，说明培养基已酸化，需弃用。接种时，多采用分区划线，35℃培养18–24小时即可读取结果：乳糖发酵阳性菌（如大肠埃希菌）形成黄色、边缘整齐的大菌落；乳糖阴性菌（如志贺菌）则保持红色；若菌落中心发黑，则提示H₂S阳性，需进一步做血清学或质谱确认。这些功能对于理解和改善全球温室气体排放具有重要意义，也为制定环境保护策略提供了科学依据。

扩散芽孢杆菌（Bacillus diffusus）是芽孢杆菌属里的“运动健将”。菌体杆状、周生鞭毛，在琼脂表面可形成迅速扩展的薄膜状菌落，24 h内直径达80 mm，故得名“diffusus”。其更适生长温度30–37 ℃，pH 6–9，耐干燥、耐紫外，芽孢可存活十年以上，为制剂化提供质量特性。一、快速定殖菌株DSM 13271分泌大量胞外多糖，降低表面张力，使菌体在沙壤土中迁移速度提高3倍；与枯草芽孢杆菌复配，可形成“生物被膜”，优先占据根际生态位，抑制病原菌入侵。二、广谱抑菌扩散芽孢杆菌产生diffusin脂肽，对番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黄萎等病原菌抑菌带宽达28 mm；温室试验显示，亩用200 g菌粉滴灌，黄瓜枯萎病指下降45 %，农药用量减少三分之一。三、促生提质菌株IAA产量25 mg·L⁻¹，溶磷2.9 mg·L⁻¹，并产挥发性2,3-丁二醇，诱导玉米侧根增30 %，吸磷量提20 %；新疆盐碱地示范，冬小麦千粒重增1.5 g，产量提高8 %。四、工业酶潜力其耐碱蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比较高，已用于洗涤剂，低温去污力提升25 %；胞外多糖乳化力强，可作为钻井泥浆降滤失剂，耐盐达12 %。基因组G+C含量37%，携带多重外排泵与渗透调节基因，可在干旱、盐碱环境中维持胞内水平衡。嘴突凸脐蠕孢

其适生长温度55–65 ℃，芽孢可耐100 ℃沸水2小时、紫外线辐照8小时仍存活，被广用于检验高压灭菌效果。微孢被孢霉

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 %。微孢被孢霉