肠膜系芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)是一种革兰氏阳性、产芽孢的细菌,因其在工业发酵、农业生产和健康领域的重要应用而备受关注。这种细菌以其强大的代谢能力和多样化的产物,在多个领域展现出独特的价值。微生物特性肠膜系芽孢杆菌是一种杆状细菌,能够形成耐高温、耐干燥的芽孢,这使得它在不利环境中具有很强的生存能力。这种细菌是好氧菌,更适生长温度为30-40℃,生长pH范围较广,一般在6.0-7.5之间。肠膜系芽孢杆菌能够利用多种碳源和氮源进行生长,具有良好的发酵能力。工业应用肠膜系芽孢杆菌在工业发酵中具有重要应用。它能够产生多种生物活性物质,如素、酶和生物表面活性剂。这些物质在医药、食品和农业等多个领域具有重要价值。例如,肠膜系芽孢杆菌产生的多粘菌素(Polymyxins)是一种重要的素,具有广谱活性,可用于治细菌沾染。此外,它还能合成生物表面活性剂,这种物质在环境保护和工业清洗中具有应用潜力。农业应用肠膜系芽孢杆菌在农业领域同样展现出巨大的应用价值。它能够分解土壤中的有机物质,释放养分,从而提高土壤肥力。霍氏肠杆菌可以通过接触传播和空气传播,污染的医疗器械和医务人员的手是重要的传播媒介。金黄色链霉菌
异常嗜冷芽孢杆菌(Bacillus psychrodurans)是芽孢杆菌属的“极地移民”。标准菌株能在-2 ℃缓慢增殖,更适生长温度只15 ℃,比较高不超过30 ℃;芽孢可耐受-20 ℃反复冻融,是研究低温适应的模式菌之一。其细胞膜富含短链与支链脂肪酸,冷休克蛋白Csp持续表达,使核糖体和RNA在冰水中仍保持活性,为“零度工厂”提供分子基础。在农业端,菌株L-4可分泌IAA 18 mg·L⁻¹并溶出有机磷2.3 mg·L⁻¹,4 ℃下仍使冬小麦根长增加25 %,返青期提前5天,分蘖数提高一成,相当于给作物披上“生物羽绒服”。工业方面,它的耐冷蛋白酶已在洗涤剂中试用,10 ℃洗衣去污力提升30 %,节能20 %;低温淀粉酶可将糖化温度由60 ℃降至35 ℃,为寒区酒精发酵节约大量蒸汽。环境修复更彰显其“冰雪技能”。菌株ANT-1在-5 ℃、10 %盐度下60天降解柴油60 %,为极地溢油、寒区输油管线泄漏提供原位生物修复方案;与冰藻共培养时,还能吸附Cd²⁺、Pb²⁺,吸附量分别达50 mg·g⁻¹和35 mg·g⁻¹,让重金属在冰层中被“冻结”并随菌体沉降。未来,借助合成生物学,把异常嗜冷芽孢杆菌的“冷酶+冷激”模块植入生产底盘,有望实现“零加热”生物制造,让微生物在冰水里也能为人类催化高值反应。三色链霉菌生物公司以玉米浆发酵罐培养,把芽孢制成可湿性粉剂,拌种、滴灌皆宜,保质期两年,运输不必冷链。

拜氏固氮菌(Azotobacter beijerinckii),又称贝杰林克氏固氮菌,是一种革兰氏阴性的好氧自生固氮菌,属于变形菌门γ-变形菌纲的固氮菌科。这种细菌以其强大的固氮能力在土壤生态系统中发挥着重要作用,并在农业和环境科学中展现出巨大的应用潜力。生物特性拜氏固氮菌的菌体直径约为1.5-2μm,长度2.5-7μm,运动型菌株具有周生鞭毛。它在固体培养基上形成湿润的卵圆形菌落,革兰氏染色呈阴性反应,细胞壁含有脂多糖。这种细菌通过三羧酸循环完成有机物的氧化,每消耗1克碳水化合物可固定约10毫克氮素。其固氮酶活性依赖于呼吸链产生的ATP,而其防氧保护机制通过高耗氧速率维持胞内低氧环境,从而保护固氮酶免受氧的破坏。固氮机制拜氏固氮菌的固氮过程是一个复杂的生物化学反应。固氮酶是其固氮的关键酶,能够将大气中的氮气(N₂)还原为氨(NH₃),进而合成有机氮化合物。固氮反应需要ATP提供能量,每还原1分子氮气需要消耗16-24分子ATP。固氮酶对氧非常敏感,因此拜氏固氮菌进化出了多种防氧保护机制,包括呼吸保护和构象保护。
PS培养基(Peptococcus Broth),又名消化球菌肉汤,是专为厌氧革兰阳性球菌——消化球菌属(Peptococcus)及消化链球菌(Peptostreptococcus)等严苛厌氧菌设计的富营养液体培养基。关键配方含胰酪蛋白胨15 g、酵母粉5 g、葡萄糖5 g、L-半胱氨酸0.5 g、NaCl 5 g,补水至1 L,pH 7.2±0.1。L-半胱氨酸兼具还原与硫源,可瞬间降低氧化还原电位至-200 mV,无需额外预还原,即开即用;葡萄糖提供可发酵碳源,使菌体在6 h内进入对数期,12 h活菌数可达10⁹ CFU/mL,满足快速扩增需求。临床检验中,PS培养基常被用于厌氧菌血培养增菌:将5 mL静脉血直接注入含PS的真空厌氧瓶,35℃静置培养48 h,若瓶底出现絮状沉淀、培养液混浊并伴酸臭,即提示可能存在消化球菌或厌氧链球菌沾染;结合MALDI-TOF质谱,可在72 h内完成种水平鉴定,比传统厌氧平板法缩短2天。科研领域,PS肉汤亦是研究厌氧菌铁代谢、短链脂肪酸产量的优先平台:只需在基础液中去除葡萄糖,换用可溶性淀粉或乳酸钠,即可考察不同碳源对丁酸、己酸合成路径的影响;若添加0.1 %血红素,更能启动厌氧呼吸链,使细胞干重提升30%。质量控制方面,PS培养基灭菌后应呈浅黄色透明,若氧化变粉,需弃用。更妙的是,收获后大量根瘤遗落土中,氮素富集,连后续玉米都长得壮,像给土地存了活期存折。

波罗的海希瓦氏菌(Shewanella baltica)是一种革兰氏阴性的海洋细菌,泛分布于波罗的海等海洋环境中。这种细菌以其独特的生态适应性和降解能力而备受关注,不仅在海洋生态系统的物质循环中发挥重要作用,还在环境保护和生物技术领域展现出巨大的应用潜力。生物特性波罗的海希瓦氏菌是一种兼性厌氧菌,具有低温适应特性,能够在4℃的低温环境下保持代谢活性。其细胞呈直或弯杆状,通过极生鞭毛运动,过氧化氢酶和氧化酶阳性。在2216E培养基22℃条件下,该菌形成橘红色菌落,表面光滑湿润,边缘规则凸起。降解能力波罗的海希瓦氏菌具有强大的降解能力,能够分解多种有机物质,包括藻酸、蛋白质、淀粉和纤维素等。这种能力使其在海洋生态系统中扮演着重要的分解者角色,参与有机物的降解和循环过程。此外,波罗的海希瓦氏菌还能够降解石油烃类化合物,对海洋石油污染的生物修复具有重要意义。环境适应性波罗的海希瓦氏菌具有很强的环境适应性,能够在多种海洋环境中生存,包括高盐度和低温环境。其hfq基因的表达量随菌体生长阶段上调,缺失该基因会导致菌株对重金属、高盐等逆境的耐受性明显下降。
霍氏肠杆菌触酶试验阴性,分解甘露醇,不分解阿拉伯糖,胆汁七叶苷试验阳性,在含6.5% NaCl的肉汤中生长。金黄色链霉菌
人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)是一种革兰氏阴性杆菌,属于假单胞菌科(Brucellaceae)。这种细菌因其在医学上的重要性而备受关注,尤其是在免疫受损患者中,它可能引起严重的沾染。生物学特性人苍白杆菌是一种非发酵性革兰氏阴性杆菌,具有多形性,菌体短小,呈杆状或球杆状。它具有周生鞭毛,运动性良好,能够在多种培养基上生长。这种细菌的生长温度范围较广,更适生长温度为30℃-37℃,能够在普通琼脂平板上形成光滑、湿润、边缘整齐的菌落。临床相关性人苍白杆菌是一种条件致病菌,通常在宿主免疫下降时引发沾染。它能够引起多种疾病,包括尿路沾染、伤口沾染、呼吸道沾染和败血症。由于其对多种抗生物质的耐药性,人苍白杆菌沾染的治较为复杂。这种细菌对多种抗生物质具有天然耐药性,尤其是对氨基糖苷类和头孢菌素类抗生物质的耐药性较为常见。实验室鉴定在实验室中,人苍白杆菌可以通过以下特征进行鉴定:形态学特征:革兰氏染色呈阴性,短小杆菌,周生鞭毛。生化反应:能够发酵葡萄糖,产生酸但不产生气体;能够产生吲哚和硫化氢。培养特征:在普通琼脂平板上,菌落呈圆形、光滑、湿润,边缘整齐,呈灰白色,有特殊气味。金黄色链霉菌