北京化工大学黄杆菌

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。生物脱胶过程更加温和，不会对纤维造成损伤，从而提高了纤维的质量和强度。北京化工大学黄杆菌

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 %。红色稍栖热菌木糖氧化无色杆菌氧化应激特点：抗氧化有体系，酶类物质协同，基因调控应激，维持胞内氧化还原稳态。

MY培养基（Malt-Yeast Extract Medium）是“麦芽-酵母”双营养的经典富集培养基，配方简洁却营养爆棚：麦芽浸粉20 g、酵母粉4 g、葡萄糖10 g，补水至1 L，pH自然5.6±0.2，无需调节即可释放麦芽淀粉酶持续供糖，形成“缓释碳源”效应。其低pH与高还原糖组合，既能抑制多数细菌蔓延，又为酵母、丝状菌及嗜酸微藻提供“即食”氮碳，是实验室摇瓶、工业菌种活化与次级代谢研究的“第一步”。在酿酒酵母中，30℃、200 r/min培养16 h，OD₆₀₀轻松破1.5，细胞活性>95%，直接转接乙醇发酵罐可缩短延滞期6 h；若用于产赤霉素藤仓镰刀菌，只需将葡萄糖降至5 g，并补加0.5 g NH₄NO₃，28℃静置5天，赤霉素GA₃产量可达320 mg L⁻¹，比PDB提高40%。MY培养基的另一优势是“可视化”：含2%琼脂即成MYA平板，菌落形态饱满、色素鲜艳，青霉呈蓝绿，红酵母显玫瑰红，常被用作教学示范板。质量控制亦轻松：高压后若颜色加深，说明美拉德反应过度，可改用115℃灭菌20 min；室温存放1个月仍澄清，即可继续使用。凭借其组分明确、成本低廉、配制快速，MY培养基已从传统酿酒实验室走向合成生物学、次级代谢与益生菌高密度发酵，成为微生物学家手中“养菌如泡茶”的经典底牌。

改良巴尔斯氏培养基基础（不含硫酸亚铁铵）是专为趋磁细菌Magnetospirillum gryphiswaldense等设计的高纯度液体平台。经典巴尔斯配方中，硫酸亚铁铵既作铁源又兼还原剂，却易氧化沉淀，导致批次差异大、磁小体晶型不均。改良版本彻底剔除该盐，把铁供给与氧化还原控制拆成两步：基础培养基只含乳酸钠、琥珀酸钠双碳源，酵母粉0.05 %，K₂HPO₄ 5 mmol，MgSO₄、CaCl₂及微量元素各1 mL L⁻¹，pH 6.8±0.1，经0.22 μm过滤除菌，保证无色透明、无沉淀，4 ℃可保存3个月。使用时，先在基础液中通N₂/CO₂（80:20）除氧，再按实验目标由无菌厌氧瓶补加可溶Fe(Ⅲ)-柠檬酸或FeCl₂溶液，终浓度10–100 μmol，铁形态与剂量可精确到0.1 μmol，避免传统配方一次性投铁产生的氧化应激。与此同时，通过微氧发酵系统把溶解氧稳定在0.5 %空气饱和度，氧化还原电位降至–50 mV，磁小体合成效率提升2.4倍，Cmag值达1.2以上，而细胞干重仍保持2 g L⁻¹。改良基础还兼容同位素标记与金属掺杂：只需把⁵⁷Fe-柠檬酸或CoCl₂按1 at.%比例加入，即可制备高纯度⁵⁷Fe或Co掺杂磁小体，为Mössbauer谱、磁热疗研究提供批次可重复的生物纳米磁源。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。

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。

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。北京化工大学黄杆菌

长赖氨酸芽孢杆菌（Lysinibacillus macroides）是2013年从鲤肠道中分离的新成员，因细胞呈长杆、链状排列而得名。它能在1/2LB培养基上形成浅褐色、光滑、直径约1mm的菌落，革兰氏阳性，具周生鞭毛，可产卵圆形芽孢，耐pH6–9、盐0–6%，更适温度35–37℃，对干旱、高温和胆汁盐均有良好适应力。其“本领”在于三酶合一：吲哚乙酸（IAA）分泌量达18mg/L，可刺激小麦根长增加35%；ACC脱氨酶活性降低植物乙烯水平，缓解盐胁迫；铁载体与蛋白酶协同，可抑制番茄青枯、辣椒疫霉等病原菌，抑菌带宽22–28mm。山东大棚试验显示，用长赖氨酸芽孢杆菌菌液灌根，番茄根结线虫侵染率下降42%，果实Vc含量提高12%，产量增8.3%。工业端，菌株ZJB-17009的酯酶对N-苯乙酰-DL-氨基酸水解选择性达99%，已被用于绿色合成L-氨基酸；另一株C1在白酒窖池可产己酸和乙酸乙酯，使基酒主体香提高30%，为“增香菌”提供新选择。未来，借助合成生物学，长赖氨酸芽孢杆菌有望被植入耐盐、产聚-γ-谷氨酸模块，成为盐碱地“一菌多效”的先锋，让贫瘠土地也飘出丰收香。北京化工大学黄杆菌