芽殖球菌屬

波羅的海希瓦氏菌（Shewanella baltica）是一種革蘭氏陰性的海洋細(xì)菌，泛分布于波羅的海等海洋環(huán)境中。這種細(xì)菌以其獨(dú)特的生態(tài)適應(yīng)性和降解能力而備受關(guān)注，不僅在海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中發(fā)揮重要作用，還在環(huán)境保護(hù)和生物技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。生物特性波羅的海希瓦氏菌是一種兼性厭氧菌，具有低溫適應(yīng)特性，能夠在4℃的低溫環(huán)境下保持代謝活性。其細(xì)胞呈直或彎桿狀，通過(guò)極生鞭毛運(yùn)動(dòng)，過(guò)氧化氫酶和氧化酶陽(yáng)性。在2216E培養(yǎng)基22℃條件下，該菌形成橘紅色菌落，表面光滑濕潤(rùn)，邊緣規(guī)則凸起。降解能力波羅的海希瓦氏菌具有強(qiáng)大的降解能力，能夠分解多種有機(jī)物質(zhì)，包括藻酸、蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素等。這種能力使其在海洋生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的分解者角色，參與有機(jī)物的降解和循環(huán)過(guò)程。此外，波羅的海希瓦氏菌還能夠降解石油烴類(lèi)化合物，對(duì)海洋石油污染的生物修復(fù)具有重要意義。環(huán)境適應(yīng)性波羅的海希瓦氏菌具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，能夠在多種海洋環(huán)境中生存，包括高鹽度和低溫環(huán)境。其hfq基因的表達(dá)量隨菌體生長(zhǎng)階段上調(diào)，缺失該基因會(huì)導(dǎo)致菌株對(duì)重金屬、高鹽等逆境的耐受性明顯下降。

鹽敏芽孢桿菌（Bacillus halmapalus）是芽孢桿菌屬中“怕鹽”的稀有成員，卻因此成為科研與教學(xué)的“模式對(duì)照株”。標(biāo)準(zhǔn)菌株 DSM8723 更初由丹麥 Novo Nordisk 分離，更適 NaCl 濃度只 0.5 %，鹽度 >2 % 即明顯受抑，與嗜鹽菌形成鮮明對(duì)比，為研究芽孢桿菌耐鹽機(jī)制提供了理想“負(fù)對(duì)照”。一、形態(tài)與生理菌落乳白色、邊緣光滑，革蘭氏陽(yáng)性大桿菌，具周生鞭毛，可形成橢圓芽孢；氧化酶陽(yáng)性，好氧，更適溫度 30 ℃、pH 7.0，能分泌 α-淀粉酶，在 DSMMedium 31 培養(yǎng)基中生長(zhǎng)迅速。二、科研價(jià)值由于鹽敏感特征明確，常被用作“鹽脅迫空白”：與耐鹽菌株進(jìn)行平行轉(zhuǎn)錄組、蛋白組比較，可快速鎖定 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、相容溶質(zhì)合成酶等關(guān)鍵耐鹽基因；其 α-淀粉酶在 0–1 % NaCl 時(shí)活力比較高，鹽度升高活性驟降，為研究酶分子鹽適應(yīng)機(jī)制提供“開(kāi)關(guān)型”模型。三、教學(xué)與質(zhì)控國(guó)內(nèi)多所高校將其列為微生物實(shí)驗(yàn)“鹽梯度生長(zhǎng)”標(biāo)準(zhǔn)菌，學(xué)生通過(guò)梯度平板即可直觀觀察鹽濃度對(duì)芽孢桿菌生長(zhǎng)速率、芽孢形成率及酶活性的影響，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好、安全等級(jí) 1 級(jí)，無(wú)需特殊防護(hù)。纏器腐霉糞腸球菌在正常情況下是人體內(nèi)共生菌，但在某些情況下，如腸道菌群失調(diào)、營(yíng)養(yǎng)不良等，糞腸球菌會(huì)引起疾病。

蜂房類(lèi)芽孢桿菌（Paenibacillus alvei）是一種革蘭氏陽(yáng)性的細(xì)菌，因其在農(nóng)業(yè)生物防治和植物生長(zhǎng)促進(jìn)方面的明顯效果而受到泛關(guān)注。這種細(xì)菌具有多種有益功能，包括產(chǎn)生植物生長(zhǎng)、降解磷、產(chǎn)生纖維素酶以及抑制植物病原菌的生長(zhǎng)。生物特性蜂房類(lèi)芽孢桿菌的細(xì)胞呈桿狀，革蘭氏染色陽(yáng)性，陰性或可變，以周生鞭毛運(yùn)動(dòng)。在膨大包囊內(nèi)有橢圓形芽孢，在營(yíng)養(yǎng)瓊脂上無(wú)可溶性色素。這種細(xì)菌是兼性厭氧或嚴(yán)格好氧的，更適生長(zhǎng)溫度為30℃。農(nóng)業(yè)應(yīng)用植物生長(zhǎng)促進(jìn)蜂房類(lèi)芽孢桿菌能夠產(chǎn)生吲哚乙酸（IAA），這是一種重要的植物生長(zhǎng)，能夠促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)和發(fā)育。例如，蜂房類(lèi)芽孢桿菌B1-33的IAA產(chǎn)量為11.2435 mg/L。此外，這種細(xì)菌還能降解磷酸三鈣，將其轉(zhuǎn)化為可溶性磷，從而提高土壤中磷的可用性，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。病原菌抑制蜂房類(lèi)芽孢桿菌在抑制植物病原菌方面表現(xiàn)出色。例如，蜂房類(lèi)芽孢桿菌B1-33的菌落和發(fā)酵菌液能夠明顯抑制黃瓜枯萎病菌的菌絲生長(zhǎng)，防治效果分別為69.09%和70.95%。此外，蜂房類(lèi)芽孢桿菌ZJUB2011-1對(duì)尖孢鐮刀菌具有明顯的抑制作用，可用于防治由尖孢鐮刀菌引起的西紅花球莖腐爛病。其他應(yīng)用蜂房類(lèi)芽孢桿菌還被應(yīng)用于防治馬鈴薯瘡痂病。

堀越氏芽孢桿菌（Bacillus horikoshii）是20世紀(jì)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(guó)際公認(rèn)的模式菌株（ATCC 700161）[ ^82^ ][ ^84^ ]。菌體桿狀、革蘭氏陽(yáng)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(xì)胞工廠”。一、耐堿機(jī)制基因組編碼多拷貝Na?/H?逆向轉(zhuǎn)運(yùn)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(xì)胞壁肽聚糖含高比例二氨基庚二酸，增強(qiáng)膜穩(wěn)定性，為高溫高堿酶的高效表達(dá)提供平臺(tái)。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(chǎng)同類(lèi)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(shí)胞外多糖吸附Cd2?，使水稻籽粒鎘含量下降35 %，產(chǎn)量提高18 %。

沙福芽孢桿菌是土壤里的“休眠戰(zhàn)士”。環(huán)境宜人時(shí)，它像普通桿菌分裂繁殖；一旦遇干旱、高溫或高鹽，便迅速縮成圓芽孢，外壁裹滿吡啶二羧酸，耐熱八十度、耐旱十年，只等雨露歸來(lái)。植保學(xué)家愛(ài)把它當(dāng)“生物衛(wèi)兵”：芽孢萌發(fā)后分泌脂肽、幾丁質(zhì)酶，可撕破病原菌壁，使灰霉、枯萎菌無(wú)法入侵番茄、黃瓜；同時(shí)激發(fā)植物系統(tǒng)抗性，讓葉片自己升“警備”。溫室試驗(yàn)顯示，育苗土中每克添百萬(wàn)芽孢，黃瓜枯萎率降四成，農(nóng)藥少打一半，果實(shí)仍青亮。更妙的是，它能將有機(jī)磷長(zhǎng)鏈分解成植物可吸收的正磷酸鹽，相當(dāng)于給土壤配了“微肥”。如今，生物公司以糖蜜發(fā)酵罐培養(yǎng)，把芽孢制成可濕性粉劑，拌種、灌根皆宜，保質(zhì)期兩年，運(yùn)輸不必冷鏈?？茖W(xué)家還在其基因組里插入耐鹽基因，讓它在西北鹽堿地也能萌發(fā)，為棄荒灘涂奪回糧田。小小沙福芽孢桿菌，用微米之軀守護(hù)綠色豐收，讓農(nóng)藥瓶少一個(gè)，飯碗多一粒。黑曲霉在顯微鏡下呈現(xiàn)出獨(dú)特的黑色菌絲體，其分生孢子頭形似球狀，表面粗糙且密集。棘孢青霉

土地鞘氨醇盒菌在降解多種有機(jī)污染物方面展現(xiàn)出明顯的潛力。芽殖球菌屬

銚子短芽孢桿菌（Brevibacillus choshinensis）是一種具有獨(dú)特特性和廣泛應(yīng)用前景的微生物。它是一種產(chǎn)芽孢的革蘭氏陽(yáng)性桿菌，這種芽孢的形成使其在極端環(huán)境條件下具有很強(qiáng)的耐受性。這種特性使得銚子短芽孢桿菌在微生物學(xué)研究中具有重要價(jià)值，尤其是在芽孢桿菌屬的分類(lèi)學(xué)研究和生理特性研究中。在應(yīng)用方面，銚子短芽孢桿菌的潛力也逐漸被挖掘。它在石油開(kāi)采領(lǐng)域表現(xiàn)出色，能夠有效降解原油中的高碳鏈飽和烷烴，降低原油的黏度和含蠟量，從而提高原油的采收率。此外，銚子短芽孢桿菌還可以作為模式菌株用于科研和教學(xué)，幫助科學(xué)家更好地理解微生物的生理機(jī)制。銚子短芽孢桿菌的培養(yǎng)和保存也相對(duì)簡(jiǎn)單。它可以在30℃的溫度下，使用營(yíng)養(yǎng)肉汁瓊脂培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。其保存方式多樣，凍干粉形式的菌種可以在4-10℃的冰箱中保存2年以上，而甘油凍存管則可以在-80℃的超低溫冰箱中保存半年以上?？傊?，銚子短芽孢桿菌不僅在科學(xué)研究中具有重要的模式作用，還在工業(yè)應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大的潛力。隨著研究的深入，它在環(huán)境保護(hù)、能源開(kāi)采等領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣。芽殖球菌屬