蘇云金桿菌(Bacillus thuringiensis,簡稱Bt)是土壤里走出的“生物導彈”。它在芽孢形成時同步合成伴胞晶體,內藏δ-內;當鱗翅目幼蟲咬食葉片,晶體被堿性腸液溶肽插入中腸上皮,幾分鐘內停止取食,芽孢乘虛進入血腔,引發(fā)敗血癥,害蟲兩日后饑餓而亡 。田間每畝用200毫升Bt懸浮劑,可將菜青蟲、稻縱卷葉螟、玉米螟等130余種害蟲的種群壓到經濟閾值以下,且對瓢蟲、蜜蜂幾乎無害 。因其安全無殘留,我國年產量已達3.5萬噸,覆蓋333萬公頃農田,成為用量比較大的微生物殺蟲劑 ??茖W家把Cry基因導入棉花、水稻,培育的Bt作物畢生自帶抗蟲盾,減少農藥噴灑七成以上 。從茶園到玉米地,再到防蚊孑孓的水塘,Bt用顯微鏡下的臂膀,為人類守住綠色豐收與清潔水源 。格雷厄姆氏根瘤菌是豆科家族里更“挑剔”的房客,卻只認花生這一位房東。平滑白蛋巢菌
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。拉米雷斯戈麥斯氏隱球酵母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。

嗜堿芽孢桿菌(Bacillus alcalophilus)是芽孢桿菌屬的“高堿”。菌體桿狀、周生鞭毛,能在 pH 9–11 的極端堿性環(huán)境中旺盛生長,芽孢可耐 100 ℃ 沸水 30 min,是研究堿適應與工業(yè)酶的模式菌株。一、耐堿機制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉運蛋白(nhaA、nhaC)和碳酸酐酶,將胞內多余 Na? 泵出并維持 pH 穩(wěn)態(tài);細胞壁肽聚糖富含 meso-二氨基庚二酸,膜脂分支化程度高,為高溫高堿酶表達提供穩(wěn)定平臺。二、工業(yè)酶寶庫其耐堿淀粉酶更適 pH 10、90 ℃,用于紡織退漿可省略中和步驟,節(jié)能 15 %;耐堿蛋白酶在 pH 11、40 ℃仍保持 90 % 活性,已列入無磷洗滌劑,血漬、奶漬去污力提升 30 %;耐堿木聚糖酶用于紙漿漂白,氯用量減少 30 %,降低可吸附有機鹵化物(AOX)排放。三、農業(yè)應用菌株 AB-10 產 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 %;與秸稈復配堆肥,24 h 堆溫升至 65 ℃,纖維素降解率提高 30 %,堆肥周期縮短 7 d,殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。四、環(huán)境修復胞外多糖能吸附 Cd2?、Pb2?,吸附量分別達 50 mg·g?1 與 35 mg·g?1;在 pH 9 的蘇打鹽堿土中定殖后,水稻產量增加 10 %,土壤交換性鈉下降 15 %。
美人魚發(fā)光桿菌美人魚亞種(Photobacterium damselae subsp. damselae,簡稱PDD)是一種泛分布于海洋環(huán)境中的革蘭氏陰性細菌,具有重要的致病性和研究價值。特征與分布PDD菌體呈桿狀,單根極生鞭毛,菌體大小約為(1.8~2.2)μm×(0.5~0.8)μm。這種細菌在TSB培養(yǎng)基上形成白色不透明圓形菌落,表面光滑,中部略微隆起,直徑多在1~2mm。PDD具有嗜鹽性,泛分布于江河口和海洋中。致病性PDD是一種條件致病菌,能沾染多種魚類、甲殼類、軟體動物、海龜和鯨豚類等海洋生物,還能沾染哺乳動物甚至人類。沾染后主要表現(xiàn)為敗血性出血癥狀,包括皮膚潰瘍及肝、腎、脾等內臟組織的局灶性壞死。在人類中,PDD沾染可能導致壞死性筋膜炎,甚至致命。毒力因子PDD的致病性與其毒力因子密切相關。其主要毒力因子包括具有磷脂酶-d活性的Dly和成孔PhlyP,二者均由毒性質粒pPHDD1編碼。此外,PDD還具有磷脂酶PlpV和溶血素PhlyC等毒力因子。研究表明,質粒pPDD1608是介導PDD高致病力的重要元件。研究進展近年來,對PDD的研究不斷深入。例如,研究發(fā)現(xiàn)PDD的鞭毛基因flgK對細菌的運動性和致病性有重要影響。浸麻類芽孢桿菌為天然纖維加工提供了一種綠色、高效且經濟的方法。

溶膠無色桿菌(Achromobacter liquefaciens)是一種革蘭氏陰性桿菌,具有多樣的代謝能力和廣泛的應用前景。這種細菌因其在生物降解、生物催化和環(huán)境修復中的多功能性而受到關注。生理特性溶膠無色桿菌具有多種生理特性,使其能夠適應不同的環(huán)境條件。它是一種好氧菌,能夠利用多種碳源進行生長,包括葡萄糖、檸檬酸等。這種細菌還能夠產生胞外酶,如蛋白酶和淀粉酶,這使其在分解復雜有機物質方面表現(xiàn)出色。應用領域環(huán)境修復溶膠無色桿菌在環(huán)境修復中展現(xiàn)出巨大潛力。它能夠降解多種有機污染物,如石油烴和農藥殘留,有助于改善土壤和水體質量。此外,溶膠無色桿菌還能吸附重金屬,如鎘和鉛,將其轉化為難溶的沉淀物,從而減少重金屬對環(huán)境的污染。生物催化溶膠無色桿菌在生物催化領域也有重要應用。它能夠產生多種胞外酶,這些酶在工業(yè)生產中具有重要價值。例如,其產生的蛋白酶可用于食品加工和洗滌劑工業(yè)。醫(yī)學研究溶膠無色桿菌在醫(yī)學研究中也有一定的應用價值。研究表明,溶膠無色桿菌能夠產生一些具有活性的代謝產物,這使其在開發(fā)新型藥物方面具有潛在價值。代謝機制溶膠無色桿菌的代謝機制復雜多樣。新疆糖單孢菌在液體培養(yǎng)時通常不形成菌醭,營養(yǎng)細胞多為雙倍體,也有多倍體。有性生殖時產生子囊孢子 。液化微桿菌
科學家正給它插入耐旱基因,希望讓戈壁也長出稻浪。平滑白蛋巢菌
柴油食烷菌(Alcanivorax dieselolei)是一種革蘭氏陰性的嗜鹽、好氧細菌,泛分布于海洋環(huán)境中,因其良好的石油烴降解能力而備受關注。生物特性柴油食烷菌細胞呈桿狀,長度約1.0-2.5微米,直徑0.4-0.6微米,兩端略尖,具有單個或多個鞭毛,能夠運動。它是一種需氧的、嗜鹽的、中性的細菌,更適生長溫度為30℃,更適生長pH為7.0,更適生長鹽度為3.5%。這種細菌不能利用碳水化合物、氨基酸、脂肪酸等作為碳源,只能利用C10-C36的直鏈或支鏈烷烴,以及某些芳香烴和鹵代烷烴作為碳源和能源。降解能力柴油食烷菌具有強大的石油烴降解能力,其alkB基因編碼的烷烴羥化酶能夠催化C10-C36直鏈烷烴的羥化反應。研究表明,該菌株在優(yōu)化條件下對C16-C30石蠟的消除率可達82.33%,液體石蠟可促進固體石蠟溶解,從而提高降解效率。此外,柴油食烷菌還能通過產表面活性劑提高對石油烴的攝取效率,進一步增強其降解能力。應用領域石油污染治理柴油食烷菌是海洋環(huán)境中更重要的專性烷烴降解菌之一,對石油泄漏的生物修復具有重要意義。它能夠有效降解石油烴類化合物,減少石油污染對海洋生態(tài)系統(tǒng)的破壞。例如,在石油開采現(xiàn)場試驗中,柴油食烷菌的清蠟效率較傳統(tǒng)化學法提升了40%以上。平滑白蛋巢菌