海洋海棒桿菌

堀越氏芽孢桿菌（Bacillus horikoshii）是20世紀90年代由日本科學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?逆向轉運蛋白（mnh、nhaC）和碳酸酐酶，可將胞內多余Na?排出，并將CO?2?轉化為HCO??，維持胞內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、農業(yè)與環(huán)境應用菌株P1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 %，產量提高18 %。

枯草芽孢桿菌斯氏亞種（Bacillus subtilis subsp. spizizenii）是“枯草家族”里的輕騎兵，菌體纖細，卻藏著一套“攻防兼?zhèn)洹钡奈⑸?toolkit。1930 年代被 Spizizen 從沙漠塵土中分離，因而得名。它更擅在 35–45 ℃、低濕度的熱旱邊際快速萌發(fā)，芽孢外壁含特殊吡啶二羧酸鈣層，可耐 90 ℃熱水 20 min、紫外 5000 μW·s/cm2 仍存活，為制劑長途運輸省下冷鏈成本。復蘇后，斯氏亞種先分泌高活性 surfactin、fengycin 與 bacillomycin D，三脂肽協(xié)同擊穿病原菌膜，對番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯的抑菌帶寬達 28–32 mm；同時釋放揮發(fā)性 2,3-丁二醇，啟動植物 ISR 信號，使葉片過氧化物酶活性提高 1.8 倍，達到“未病先防”。田間試驗中，每畝用 100 g 斯氏亞種可濕粉拌種，玉米出苗率提升 12%，后期紋枯病指降 46%，產量增 8.3%；若與滴灌同施，可使連作草莓根際尖孢鐮刀菌數量下降 70%，果實可溶性糖提高 1.2 度，貨架期延長 3 天。更妙的是，它能合成耐堿 α-淀粉酶與β-葡聚糖酶，在 pH 9.5、溫度 50 ℃ 條件下仍保持 80% 酶活，用于青貯飼料可提前 2 天完成乳酸發(fā)酵，降低干物質損耗 3%。目前，工廠采用糖蜜—豆粕深部好氧發(fā)酵，48 h 芽孢量可達 5×101? CFU/mL，噴霧干燥后存活率 > 95%，制成黑衣粉劑，保質期 24 個月。海洋海棒桿菌對白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成；同時誘導植物開啟系統(tǒng)抗性，番茄未染病就先“武裝”葉片。

環(huán)狀芽孢桿菌（Bacillus circulans）是芽孢桿菌屬的“多面手”，因菌落邊緣呈規(guī)則的環(huán)狀擴散而得名。菌體短桿、革蘭氏陽性，具周生鞭毛，可形成橢圓芽孢，更適溫度30–37 ℃，pH 6–9，廣分布于土壤、淡水與海洋沉積物中。一、細胞壁“”該菌能產生幾丁質酶、β-1,3-葡聚糖酶和纖維素酶，可分解菌細胞壁、植物殘體和甲殼類廢料，為碳循環(huán)打開“綠色通道”。實驗室條件下，其幾丁質酶粗酶液4 h內可降解蟹殼粉60 %，為甲殼素提取提供環(huán)保方案。二、生物防治與促生菌株BC-01分泌circulin A/B環(huán)肽，對立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達25 mm；同時產IAA 20 mg·L?1，使玉米根長增30 %，吸磷量提22 %。大棚試驗每畝滴灌200 g菌粉，黃瓜枯萎病指下降40 %，產量增12 %。三、工業(yè)酶寶庫環(huán)狀芽孢桿菌的堿性蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比較高，已用于無磷洗滌劑，血漬去污力提升30 %；耐熱β-淀粉酶可將淀粉轉化為麥芽糖，糖漿得率提高15 %，為食品與發(fā)酵工業(yè)提供綠色催化劑。四、醫(yī)藥與環(huán)保該菌能合成胞外多糖，具有良好的乳化和增稠性能，已用于面包保鮮，貨架期延長3天。

酸快生芽孢桿菌（Bacillus acidiceler）是2014年才被正式命名的芽孢桿菌新成員，卻已在綠色農業(yè)中跑出“加速度”。菌株HS3由花生根際分離，耐酸、耐旱、耐溫，pH 5.5仍能快速萌發(fā)；其芽孢可抗紫外、耐干燥，貨架期長達24個月，為商品化奠定基礎。HS3的“三板斧”讓土壤瞬間啟動：①產IAA 45.8 mg/L，誘導玉米、花生根系激增30%以上；②溶有機磷2.9 mg/L、解鉀19.9 mg/L，把固定態(tài)磷鉀變成養(yǎng)分；③分泌蛋白酶與脂肽，抑制番茄青枯、辣椒疫霉，病指下降四成。田間數據顯示，在花生-玉米間作體系下，每畝滴灌200 mL菌液（10^8 CFU/mL），花生側磷、鉀分別提高24%、53%，秕果率降54%，增產9.9%；玉米側IAA提升68%，禿頂縮短27%，增產18.6%，相當于少施25 kg復合肥仍多打糧。工業(yè)端，菌株CNBG-PGPR-17 24 h內可把無機磷溶出277 mg/kg，并產乳酸0.27 kg/L，發(fā)酵液pH直降1單位，既當“生物酸化劑”又當“液體磷肥”，已用于藍莓基質，使可溶性蛋白、花青素分別增加17.7%、10.5%，果實糖酸比更協(xié)調。未來，隨著耐酸、耐鹽基因被進一步解碼，酸快生芽孢桿菌有望走進南方紅壤、北方鹽堿地，乃至礦區(qū)復墾，用一把“酸”鑰匙打開貧瘠土壤的肥力之門，為“減磷增效”提供可持續(xù)的微生物方案。死谷芽孢桿菌，名字聽來荒涼，卻是沙漠表層耐命的“綠洲工匠”。

厭糖鹽土生古菌（Natronomonas pharaonis）是一種極端嗜鹽的古菌，泛分布于高鹽堿環(huán)境，如鹽湖和鹽田中。這種古菌以其獨特的生態(tài)適應性、強大的耐堿能力和潛在的生物技術應用價值而受到關注。生物特性厭糖鹽土生古菌是一種革蘭氏陰性、嚴格厭氧的球狀古菌。它在高鹽度和高堿度的環(huán)境中表現(xiàn)出極強的適應能力。其細胞呈球形，通常單個存在或成對排列。這種古菌在更適生長條件下，能夠快速繁殖，形成具有特征性的菌落形態(tài)。其菌落通常為白色或淺黃色，表面光滑，邊緣整齊。生態(tài)適應性厭糖鹽土生古菌的適應性主要體現(xiàn)在其對極端環(huán)境的耐受性。這種古菌能夠耐受高鹽度（高達5 M NaCl）和高堿度（pH 9.5-11.0）的環(huán)境。這種能力使其在鹽湖、鹽田和堿性土壤等極端環(huán)境中能夠生存和繁衍。此外，它還能夠在高溫環(huán)境下生長，更適生長溫度為45℃。代謝能力厭糖鹽土生古菌具有獨特的代謝能力，能夠利用多種碳源進行生長。它可以利用葡萄糖、果糖、蔗糖等單糖和二糖進行厭氧發(fā)酵，產生乙酸、H?和CO?等代謝產物。這種代謝途徑使其在高鹽堿環(huán)境下能夠有效獲取能量和營養(yǎng)物質。應用潛力厭糖鹽土生古菌在生物技術領域具有重要的應用潛力其獨特的代謝能力使其在降解有機污染物方面表現(xiàn)出色，成為環(huán)境科學領域的研究熱點。蘇門答臘青霉

它以甲醇、甲胺等一碳化合物為主食，卻能把這些常被忽視的小分子變成高值產物。海洋海棒桿菌

死谷芽孢桿菌，名字聽來荒涼，卻是沙漠表層更耐命的“綠洲工匠”。它更初在美國死谷鹽殼下被分離，能在55℃、鹽濃度15%的“鹵水”里悠然萌發(fā)，芽孢外壁含特殊酸性肽聚糖，像給細胞穿陶瓷甲，紫外線、干燥、氧化齊攻亦難破。農業(yè)學家把它請進西北鹽堿地，菌體復蘇后分泌環(huán)脂肽，既松解板結土粒，又搶占根際生態(tài)位，抑制鐮刀菌、絲核菌，使向日葵爛根率降四成；同時釋放胞外多糖，裹住鈉離子，降低植物鹽分脅迫，畝產油脂提高一成。更妙的是，它能將難溶磷酸鈣轉化為有效磷，相當于自帶“微肥”?？蒲袌F隊用玉米漿發(fā)酵，把芽孢制成黑色粉劑，滴灌進新疆棉田，三年下來，土壤氯鹽下降15%，棉花出苗率升兩成，農藥減施三成。如今，科學家正給它插入耐旱基因，希望讓戈壁也長出稻浪。小小死谷芽孢桿菌，用微觀之軀喚醒沉睡的鹽堿，為人類奪回被鹽分侵占的耕地，讓荒涼名不副實，讓沃野重獲新生。海洋海棒桿菌