简单芽孢杆菌

MB培养基基础（Marine Broth Base）是一种专为海洋细菌设计的富营养液体培养基，由蛋白胨、酵母粉及多种无机盐组成，pH 7.2–7.6，渗透压与海水相当。配方中氯化钠浓度约2–3%，并补充镁、钾、钙等海水中主要离子，可瞬时启动依赖高盐环境的嗜盐菌与耐盐菌，缩短延滞期。实验室常规做法是将培养基干粉溶解于蒸馏水后，补加陈海水或人工海盐，即可恢复接近自然海水的离子谱，使挑剔的海洋放线菌、弧菌、假单胞菌等迅速进入对数生长，用于后续分离、保藏或活性物质筛选。由于海洋微生物常产色素、抗生物质及胞外多糖，MB培养基的高营养特性可充分展现这些次级代谢潜能：弧菌在28℃、180 r/min振荡培养12小时，菌浓即可达10⁹ CFU/mL，菌液呈乳白或淡粉；某些Planococcus则分泌墨蓝色素，使整瓶培养液变为靛蓝，成为天然色素研究的理想起点。若需固体培养，只需补加1.5%琼脂，即成MBA平板，可在表面涂布沉积物悬液，28℃培养2–3天，挑取形态各异的单菌落进行16S rDNA鉴定，流程简洁高效。在质量控制方面，MB培养基需用人工海水或陈海水配制，切忌直接使用自来水，以免钙镁离子不足或氯残留抑制菌体；灭菌后若出现沉淀，多为镁盐析出，可50℃水浴复溶，不影响使用。

史氏芽孢杆菌（Bacillus smithii）是芽孢杆菌属中嗜热分支的，标准菌株 JCM 9076 更初从高温堆肥中分离，能在 55 ℃、pH 6.5 条件下旺盛生长，芽孢可耐 100 ℃沸水 2 h，是验证高压灭菌效果的指示菌之一。其细胞壁含特殊脂肪酸，膜脂熔点高，配合小分子热休克蛋白，使核糖体和 DNA 在高温下仍保持构象稳定，赋予菌体“耐热盾牌”。2024 年，中国团队从镉污染稻田筛选到解磷菌株 M2（保藏号 CCTCC M2024167），鉴定为 Bacillus smithii。该菌兼具三重抗逆：耐盐 6 %、耐镉 50 mg·L⁻¹，并能在 pH 4.5–9.0 范围内正常分泌有机酸，将难溶磷酸钙转化为磷，盆栽试验中使玉米根际有效磷提高 42 %，籽粒镉含量下降 35 %，实现“增磷减镉”同步完成。在酶制剂方向，史氏芽孢杆菌是“高温酶工厂”。其胞外碱性淀粉酶更适温度 70 ℃，在洗涤剂、烘焙和酒精浓醪发酵中可省去降温环节，节能 15 %；耐有机溶剂蛋白酶可在 60 ℃、30 % 乙醇环境中保持 80 % 活性，为生物炼制提供新型催化剂。农业应用上，M2 菌株可与秸秆堆肥复配，使堆体温度 24 h 升至 65 ℃，纤维素降解率提高 30 %，堆肥周期缩短 7 d；作为功能性菌剂，每亩随基肥施入 200 g 菌粉，冬小麦越冬前磷吸收量提高 18 %，分蘖数增加 1.2 个，对后期倒伏有明显缓解作用。轮纹韧革菌在农业领域，特基拉芽孢杆菌表现出广谱抑菌与促生双重功效。

黏琼脂芽孢杆菌是2007年在深海沉积物里被“捞”出的新成员，因菌落能拉出长长琼脂糖丝，得了“黏琼脂”的绰号。它生活在低温、高压、寡营养的海底，靠分泌特殊β-琼脂糖酶，把坚硬的海藻碎片分解成单糖，再经乙酰-CoA途径合成能量，既填饱自己，也为周围菌群打开“粮仓”，成为深海碳循环的隐形枢纽。实验室更看重的是它的“冷酶工厂”。其琼脂糖酶更适温度只25℃，在4℃仍保持60%活性，比陆源同类酶省电一半；若把粗酶液直接喷到石花菜浆里，40分钟就能让胶体黏度降80%，滤出的寡糖可作益生元、化妆品保湿剂，甚至用于微胶囊壁材。更妙的是，菌体在贫氮环境会自发形成厚壁芽孢，可耐55℃、紫外照射两小时，喷雾干燥存活率仍超90%，给工业化降低了冷链与包被成本。国内团队已把黏琼脂芽孢杆菌制成灰粉末，用于即食凉粉、果冻的低温脱胶，使生产周期从12小时缩到3小时，耗水减少四成；残渣富含寡糖，可作饲料添加剂，提高仔猪日增重5%。未来，科学家计划把耐冷酶基因转进枯草芽孢杆菌，让“冷酶”在常温海洋里就地降解漂浮海藻，为蓝碳保护再添一把微生物钥匙。小小黏琼脂芽孢杆菌，用一缕黏丝，把千米深海的秘密缝进人类绿色的产业链。

侄子根瘤菌是土壤里的微型氮厂，直径不过微米，却能把天空搬上餐桌。当春雨浸润，休眠的它随水流游向豆科稚嫩的根毛，像机敏的牧羊犬识别前列声啼哭。双方以化学密语互通：根分泌类黄酮，菌回赠Nod因子，根毛收到暗号立刻蜷曲内陷，把菌请进“客厅”，并发出指令让皮层细胞分裂，几天便鼓出粉白瘤状“育婴室”。瘤内氧气被植物合成的血红蛋白调到恰好，菌体也变形为膨大“类菌体”，固氮酶开始运转，把空气中占七成却极稳定的N₂裂成NH₃，再经谷氨酰胺合成酶转化为氨基酸，沿维管束昼夜输送给宿主，自己只留一口碳糖作为“房租”。温室示踪显示，一亩接种的春豌豆可少施18公斤尿素，籽粒蛋白却增3.6%，相当于多收两袋奶粉；收获后根瘤脱落，矿化释氮，后茬玉米吸氮量提15%，土壤硝态淋失降四成，地下水不再喊“又咸又绿”。在西南山区，农民把菌剂与草木灰拌种，坡地扁豆亩产翻半，省钱买化肥，村里小学因此添了图书角。更妙的是，菌渣富含多糖，能把沙粒粘成团粒，三年后板结田的孔隙度增加一成，蚯蚓回归，雨后不再硬如砖。如今生物公司把菌液封装成铝箔袋，春耕拌种即可，比化肥便宜三成，比粪肥干净百倍。格雷厄姆氏根瘤菌是豆科家族里更“挑剔”的房客，却只认花生这一位房东。

耐热芽孢杆菌（Geobacillus stearothermophilus）是微生物世界的“高温铁人”。其更适生长温度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。该菌的耐热密码在于：细胞膜富含支链脂肪酸和钙-吡啶二羧酸复合物，降低膜流动性；组蛋白样蛋白紧紧包裹DNA，防止高温断裂；同时拥有一套高效热休克蛋白（Hsp）系统，可快速修复变性蛋白。在工业酶领域，耐热芽孢杆菌是“催化剂工厂”。其分泌的耐高温α-淀粉酶在90 ℃、pH 6.0条件下活性比较高，可将淀粉液化时间缩短一半，广用于酒精、制糖、纺织退浆，年市场需求超万吨；耐热蛋白酶则在60 ℃仍保持80 %活性，可用于洗涤剂，提高低温洗衣的去污力。此外，该菌还能合成耐高温木聚糖酶和脂肪酶，在造纸漂白和生物柴油合成中展现潜力。农业与环境方面，科学家将其与堆肥菌系复配，使堆温迅速升至65 ℃，加速有机质分解，杀灭病原菌和杂草种子，缩短堆肥周期30 %；在油田，耐热芽孢杆菌可耐受55 ℃、高盐环境，利用原油为碳源，产生生物表面活性剂，提高采收率5–8 %。沙福芽孢杆菌是土壤里的“休眠战士”。环境宜人时，它像普通杆菌分裂繁殖。萎蔫短小杆菌

整套反应在pH 7、30℃下效率更高，甲醇转化率可达理论值的92%，远高于化学催化。简单芽孢杆菌

假坚强芽孢杆菌（Bacillus pseudofirmus）是芽孢杆菌属中“外柔内刚”的。菌落洁白、边缘整齐，杆状细胞可形成椭圆芽孢，且具周身鞭毛，能运动；它耐碱、耐盐、耐干燥，可在pH 9–11、8 % NaCl的极端环境中旺盛生长，故得名“假坚强”。首要本领是“生物降碱”。菌株OF4从肯尼亚盐碱湖分离，基因组携带多拷贝Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因，可在高盐高碱条件下维持胞内pH 7.5，同时分泌苹果酸、乳酸等有机酸，2 d内将周围pH由10降至8，为后定植作物营造“微酸绿洲”。盆栽试验中，用10⁷ CFU/g菌液拌土，碱蓬根际交换性钠下降35 %，燕麦出苗率提高50 %，产量增加18 %。第二板斧是“防病促生”。菌株BRCB16可产生环脂肽与几丁质酶，抑制番茄立枯、棉花黄萎等病原菌，抑菌带宽达25 mm；同时分泌IAA 15 mg/L，诱导玉米侧根增加30 %，吸磷量提升20 %。新疆盐碱棉田每亩滴灌200 g菌粉，黄萎病指降低42 %，皮棉增产8.6 %。工业端，假坚强芽孢杆菌是“碱性酶工厂”。其耐碱木聚糖酶更适pH 10，90 ℃半衰期2 h，用于纸浆漂白可减少氯用量30 %；耐碱蛋白酶已列入洗涤剂助剂，低温下仍能有效分解血渍、奶渍，节能20 %。简单芽孢杆菌