花土溝游動微菌

地下新鞘氨醇菌（Novosphingobium subterraneum）是一種革蘭氏陰性的細菌，屬于新鞘氨醇菌屬（Novosphingobium）。這種微生物因其在深部地下生態(tài)系統(tǒng)中的獨特生存能力和降解有機污染物的潛力而受到關(guān)注。生物特性地下新鞘氨醇菌具有典型的革蘭氏陰性菌特征，無孢子形成能力，通過單側(cè)生極性鞭毛運動。其菌體通常呈現(xiàn)黃色，是專性需氧的細菌，并且能夠產(chǎn)生過氧化氫酶。這種細菌能夠?qū)⑽焯?、己糖及二糖轉(zhuǎn)化為酸類物質(zhì)，但不能轉(zhuǎn)化菊粉。生態(tài)分布地下新鞘氨醇菌泛分布于各種環(huán)境中，包括河水、根際、地表及深層地下的沉積物、海洋，甚至極地土壤中。它們在多環(huán)芳烴（PAHs）及六六六（HCH）異構(gòu)體的降解方面具有獨特優(yōu)勢。應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)境修復(fù)地下新鞘氨醇菌對芳香化合物具有泛的代謝能力，能夠降解多種有機污染物，如多環(huán)芳烴和石油烴等。這使其在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值，尤其是在處理受污染的土壤和水體方面。生物技術(shù)地下新鞘氨醇菌的代謝產(chǎn)物和酶系統(tǒng)在生物技術(shù)領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價值。某些菌種能夠合成有價值的胞外生物高聚物，這使其在生物材料和生物制藥領(lǐng)域具有研究和開發(fā)的潛力。這種能力使其在微生物界中獨樹一幟，也為它在多個領(lǐng)域的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)?；ㄍ翜嫌蝿游⒕?/p>

德氏乳桿菌德氏亞種（Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii）是乳酸菌家族中更早被分離命名的“元老”之一，1901年即進入科學(xué)視野。菌體短桿、無芽孢、不運動，專性發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)乳酸，更適生長溫度42～45℃，可在pH 3.5的酸環(huán)境中存活，耐高溫卻畏冷，4℃即停止繁殖。基因組只1.8 Mb，代謝途徑精簡，卻擁有完整的乳酸脫氫酶與寡肽轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，使其在蛋白質(zhì)豐富的基質(zhì)中快速產(chǎn)酸，抑制菌。工業(yè)上，它是酸奶、瑞士奶酪與保加利亞傳統(tǒng)發(fā)酵乳的關(guān)鍵菌種，與嗜熱鏈球菌協(xié)同可將牛乳在3小時內(nèi)酸化至pH 4.2，形成細膩凝乳與特征性乙醛風(fēng)味；同時分泌胞外多糖，賦予產(chǎn)品順滑口感并延緩后酸化。近年研究還發(fā)現(xiàn)，其表面蛋白SlpA能黏附腸道上皮，誘導(dǎo)IL-10分泌，緩解小鼠結(jié)腸炎；熱滅活菌體亦可通過啟動樹突細胞TLR2信號，增強腸道IgA應(yīng)答，兼具益生與免疫調(diào)節(jié)潛力。隨著合成生物學(xué)興起，德氏乳桿菌德氏亞種被工程化改造為“活藥工廠”，可在腸道內(nèi)持續(xù)釋放胰島素樣肽或白細胞介素，為糖尿病與炎癥性腸病提供新型微生態(tài)治療方案。李克犁頭霉傘枝梨頭霉浸麻類芽孢桿菌（Bacillus rettgeri）作為一種特殊的微生物，為這一課題提供了極具潛力的解決方案。

異常嗜冷芽孢桿菌（Bacillus psychrodurans）是芽孢桿菌屬的“極地移民”。標(biāo)準(zhǔn)菌株能在-2 ℃緩慢增殖，更適生長溫度只15 ℃，比較高不超過30 ℃；芽孢可耐受-20 ℃反復(fù)凍融，是研究低溫適應(yīng)的模式菌之一。其細胞膜富含短鏈與支鏈脂肪酸，冷休克蛋白Csp持續(xù)表達，使核糖體和RNA在冰水中仍保持活性，為“零度工廠”提供分子基礎(chǔ)。在農(nóng)業(yè)端，菌株L-4可分泌IAA 18 mg·L?1并溶出有機磷2.3 mg·L?1，4 ℃下仍使冬小麥根長增加25 %，返青期提前5天，分蘗數(shù)提高一成，相當(dāng)于給作物披上“生物羽絨服”。工業(yè)方面，它的耐冷蛋白酶已在洗滌劑中試用，10 ℃洗衣去污力提升30 %，節(jié)能20 %；低溫淀粉酶可將糖化溫度由60 ℃降至35 ℃，為寒區(qū)酒精發(fā)酵節(jié)約大量蒸汽。環(huán)境修復(fù)更彰顯其“冰雪技能”。菌株ANT-1在-5 ℃、10 %鹽度下60天降解柴油60 %，為極地溢油、寒區(qū)輸油管線泄漏提供原位生物修復(fù)方案；與冰藻共培養(yǎng)時，還能吸附Cd2?、Pb2?，吸附量分別達50 mg·g?1和35 mg·g?1，讓重金屬在冰層中被“凍結(jié)”并隨菌體沉降。未來，借助合成生物學(xué)，把異常嗜冷芽孢桿菌的“冷酶+冷激”模塊植入生產(chǎn)底盤，有望實現(xiàn)“零加熱”生物制造，讓微生物在冰水里也能為人類催化高值反應(yīng)。

乳酸乳球菌乳脂亞種（Lactococcus lactis subsp. cremoris）是一種在乳制品工業(yè)中極為重要的微生物。它屬于革蘭氏陽性的乳酸菌，在發(fā)酵過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，尤其是在酸奶和奶酪的生產(chǎn)中。生物特性與功能乳酸乳球菌乳脂亞種能夠在發(fā)酵過程中將乳糖分解為乳酸，從而降低乳制品的pH值，使其凝固并形成獨特的風(fēng)味。這種菌株還可以產(chǎn)生胞外多糖，有助于改善產(chǎn)品的質(zhì)地和口感。此外，該菌株具有潛在的益生特性，能夠調(diào)節(jié)腸道菌群，促進消化健康。發(fā)酵過程中的應(yīng)用在乳制品生產(chǎn)中，乳酸乳球菌乳脂亞種作為發(fā)酵劑的重要菌種來源，不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量和風(fēng)味，還能夠增強產(chǎn)品的營養(yǎng)價值。然而，該菌株在發(fā)酵過程中極易遭受噬菌體的沾染，這會降低其產(chǎn)酸能力，甚至導(dǎo)致菌株死亡，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了應(yīng)對這一問題，研究人員通過分子生物學(xué)手段，開發(fā)了具有噬菌體抗性的菌株，這些菌株在乳制品發(fā)酵中表現(xiàn)出較強的抗噬菌體性能。培養(yǎng)條件與優(yōu)化研究表明，通過優(yōu)化培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件，可以顯著提高乳酸乳球菌乳脂亞種的增殖效果。它屬于芽孢桿菌屬，具有形成孢子的能力，這使得它能夠在惡劣的環(huán)境條件下保持穩(wěn)定。

鼠乳桿菌（Lactobacillus murinus）是一種革蘭氏陽性、厭氧的乳酸菌，屬于乳桿菌屬。這種細菌在近年來的益生菌研究中逐漸嶄露頭角，因其在改善腸道健康、增強力和輔助治多種疾病方面展現(xiàn)出的潛力而備受關(guān)注。鼠乳桿菌與乳酸菌家族的其他成員一樣，能夠通過發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸，從而調(diào)節(jié)腸道的酸堿平衡，抑制有害菌的生長。此外，它還能產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì)，如短鏈脂肪酸、肽等，這些物質(zhì)對維持腸道微生態(tài)平衡和促進宿主健康有重要意義。益生菌制劑的應(yīng)用在臨床應(yīng)用中，鼠乳桿菌通常被制成益生菌制劑，用于改善消化系統(tǒng)功能、調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào)以及輔助治幽門螺桿菌沾染等問題。研究表明，鼠乳桿菌與抗生物質(zhì)聯(lián)合使用時，不僅能夠提高抗生物質(zhì)的療效，還能緩解治過程中出現(xiàn)的不良反應(yīng)，如惡心、腹瀉、上等。此外，鼠乳桿菌的益生菌制劑在動物飼料中也有應(yīng)用。通過固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，鼠乳桿菌可以與其他益生菌混合發(fā)酵，生產(chǎn)出具有特殊酸香味和較高活菌數(shù)的發(fā)酵產(chǎn)品。這種發(fā)酵產(chǎn)品不僅改善了飼料的適口性，還提高了飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的降解率和利用率。侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠，遇豆科根毛即附，分泌信號，誘根內(nèi)陷成瘤。綠垂曲霉

海膽棕色小單孢菌是革蘭氏陽性，不抗酸，好氣或微好氣。無真正的氣絲，基絲發(fā)達，分枝，有隔。花土溝游動微菌

堀越氏芽孢桿菌（Bacillus horikoshii）是20世紀90年代由日本科學(xué)家堀越等從堿性溫泉沉積物中分離出的嗜堿菌，也是國際公認的模式菌株（ATCC 700161）[ ^82^ ][ ^84^ ]。菌體桿狀、革蘭氏陽性，可形成橢圓芽孢，更適pH 8.5–9.5、溫度30–37 ℃，在Na?CO?濃度50 g L?1的極端環(huán)境中仍能正常代謝，被稱為“天然堿性細胞工廠”。一、耐堿機制基因組編碼多拷貝Na?/H?逆向轉(zhuǎn)運蛋白（mnh、nhaC）和碳酸酐酶，可將胞內(nèi)多余Na?排出，并將CO?2?轉(zhuǎn)化為HCO??，維持胞內(nèi)pH穩(wěn)態(tài)；細胞壁肽聚糖含高比例二氨基庚二酸，增強膜穩(wěn)定性，為高溫高堿酶的高效表達提供平臺。二、工業(yè)酶潛力其耐堿淀粉酶、普魯蘭酶更適pH 9–10，90 ℃半衰期>2 h，已用于淀粉糖化“一步法”，可省略傳統(tǒng)工藝中的中和環(huán)節(jié)，節(jié)能15 %；耐堿蛋白酶在洗滌劑中可去除血漬、奶漬，低溫活性優(yōu)于市場同類酶20 %。三、農(nóng)業(yè)與環(huán)境應(yīng)用菌株P(guān)1具備“溶磷-鈍化重金屬”雙重功能：在pH 9、Cd2? 50 mg kg?1條件下，仍可將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷277 mg kg?1，同時胞外多糖吸附Cd2?，使水稻籽粒鎘含量下降35 %，產(chǎn)量提高18 %。