紫穗槐中間根瘤菌

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(xì)胞膜富含短鏈與支鏈脂肪酸，冷休克蛋白Csp持續(xù)表達(dá)，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(jī)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(shí)，還能吸附Cd2?、Pb2?，吸附量分別達(dá)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(shí)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)。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 。紫穗槐中間根瘤菌

食樹脂新鞘氨醇菌（Novosphingobium resinovorum）是一種革蘭氏陰性的桿狀細(xì)菌，泛存在于土壤、水體和植物根際等環(huán)境中。這種細(xì)菌因其強(qiáng)大的代謝能力和對(duì)多種有機(jī)污染物的降解能力而受到泛關(guān)注。生物特性食樹脂新鞘氨醇菌具有多樣化的代謝途徑，能夠降解多種有機(jī)物，包括多聚物、石油烴和有機(jī)酸。其菌落通常為亮黃色，圓形，表面光滑，濕潤，不透明，邊緣整齊。這種細(xì)菌的好氧特性和泛的底物范圍使其在環(huán)境修復(fù)中具有重要應(yīng)用價(jià)值。降解能力食樹脂新鞘氨醇菌在降解有機(jī)污染物方面表現(xiàn)出色。例如，食樹脂新鞘氨醇菌SD-4能夠以檸檬烯為碳源生長，并且對(duì)檸檬烯具有高效的降解能力，可將其完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。此外，這種細(xì)菌還能降解其他有機(jī)污染物，如乙酸乙酯和乙醇，這使其在處理廚余垃圾堆肥產(chǎn)生的臭氣中具有廣闊的應(yīng)用前景。環(huán)境應(yīng)用污染治理食樹脂新鞘氨醇菌在環(huán)境修復(fù)中具有重要應(yīng)用。它能夠降解多環(huán)芳烴（PAHs）等持久性有機(jī)污染物，這些化合物在環(huán)境中難以分解，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成威脅。此外，這種細(xì)菌還能分解石油烴，有助于應(yīng)對(duì)油污事件和石油工業(yè)廢棄物的處理。蒙特維的亞沙門氏菌解硫胺素類芽孢桿菌還具有生物轉(zhuǎn)化能力，能夠?qū)⒁恍?fù)雜的有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為更有價(jià)值的產(chǎn)物。

改良巴爾斯氏培養(yǎng)基基礎(chǔ)（不含硫酸亞鐵銨）是專為趨磁細(xì)菌Magnetospirillum gryphiswaldense等設(shè)計(jì)的高純度液體平臺(tái)。經(jīng)典巴爾斯配方中，硫酸亞鐵銨既作鐵源又兼還原劑，卻易氧化沉淀，導(dǎo)致批次差異大、磁小體晶型不均。改良版本徹底剔除該鹽，把鐵供給與氧化還原控制拆成兩步：基礎(chǔ)培養(yǎng)基只含乳酸鈉、琥珀酸鈉雙碳源，酵母粉0.05 %，K?HPO? 5 mmol，MgSO?、CaCl?及微量元素各1 mL L?1，pH 6.8±0.1，經(jīng)0.22 μm過濾除菌，保證無色透明、無沉淀，4 ℃可保存3個(gè)月。使用時(shí)，先在基礎(chǔ)液中通N?/CO?（80:20）除氧，再按實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)由無菌厭氧瓶補(bǔ)加可溶Fe(Ⅲ)-檸檬酸或FeCl?溶液，終濃度10–100 μmol，鐵形態(tài)與劑量可精確到0.1 μmol，避免傳統(tǒng)配方一次性投鐵產(chǎn)生的氧化應(yīng)激。與此同時(shí)，通過微氧發(fā)酵系統(tǒng)把溶解氧穩(wěn)定在0.5 %空氣飽和度，氧化還原電位降至–50 mV，磁小體合成效率提升2.4倍，Cmag值達(dá)1.2以上，而細(xì)胞干重仍保持2 g L?1。改良基礎(chǔ)還兼容同位素標(biāo)記與金屬摻雜：只需把??Fe-檸檬酸或CoCl?按1 at.%比例加入，即可制備高純度??Fe或Co摻雜磁小體，為M?ssbauer譜、磁熱療研究提供批次可重復(fù)的生物納米磁源。

富養(yǎng)羅爾斯通氏菌（Ralstonia eutropha）是一種革蘭氏陰性、兼性化能自養(yǎng)型細(xì)菌，因其在生物技術(shù)和工業(yè)應(yīng)用中的重要性而備受關(guān)注。生物學(xué)特性富養(yǎng)羅爾斯通氏菌的菌落呈圓形臍狀凸起，無色透明，表面光滑濕潤，邊緣不規(guī)則。菌體桿狀，大小約為1.2×2.5～3.5 μm，莢膜較厚，膨大的孢囊成橢圓形。這種細(xì)菌具有自生固氮能力，能夠在沒有外加氮源的條件下固定大氣中的氮?dú)?，為植物提供氮素營養(yǎng)。分類與識(shí)別富養(yǎng)羅爾斯通氏菌屬于羅爾斯通氏菌屬（Ralstonia），該屬由日本學(xué)者Yabuuchi等于1995年建立，屬名源自美國細(xì)菌學(xué)家Ericka Ralston。富養(yǎng)羅爾斯通氏菌的基因組整合型雙質(zhì)粒系統(tǒng)已應(yīng)用于快速基因編輯。生態(tài)分布富養(yǎng)羅爾斯通氏菌泛存在于自然環(huán)境中，尤其是在土壤中。它能夠在多種極端環(huán)境下生存，包括高鹽、高堿和低氧環(huán)境。這種細(xì)菌的生態(tài)分布泛，從土壤到水生環(huán)境都能找到其蹤跡。工業(yè)應(yīng)用富養(yǎng)羅爾斯通氏菌在工業(yè)微生物學(xué)中具有重要應(yīng)用價(jià)值。它能夠高效積累聚羥基脂肪酸酯（PHAs），這些生物塑料具有生物可降解性，可用于生產(chǎn)環(huán)境友好型的塑料替代品。強(qiáng)壯類芽孢桿菌作為一種益生菌，能夠調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，增強(qiáng)腸道屏障功能。

假堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌（Bacillus pseudofirmus）是芽孢桿菌屬中“外柔內(nèi)剛”的。菌落潔白、邊緣整齊，桿狀細(xì)胞可形成橢圓芽孢，且具周身鞭毛，能運(yùn)動(dòng)；它耐堿、耐鹽、耐干燥，可在pH 9–11、8 % NaCl的極端環(huán)境中旺盛生長，故得名“假堅(jiān)強(qiáng)”。首要本領(lǐng)是“生物降堿”。菌株OF4從肯尼亞鹽堿湖分離，基因組攜帶多拷貝Na?/H?逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，可在高鹽高堿條件下維持胞內(nèi)pH 7.5，同時(shí)分泌蘋果酸、乳酸等有機(jī)酸，2 d內(nèi)將周圍pH由10降至8，為后定植作物營造“微酸綠洲”。盆栽試驗(yàn)中，用10? CFU/g菌液拌土，堿蓬根際交換性鈉下降35 %，燕麥出苗率提高50 %，產(chǎn)量增加18 %。第二板斧是“防病促生”。菌株BRCB16可產(chǎn)生環(huán)脂肽與幾丁質(zhì)酶，抑制番茄立枯、棉花黃萎等病原菌，抑菌帶寬達(dá)25 mm；同時(shí)分泌IAA 15 mg/L，誘導(dǎo)玉米側(cè)根增加30 %，吸磷量提升20 %。新疆鹽堿棉田每畝滴灌200 g菌粉，黃萎病指降低42 %，皮棉增產(chǎn)8.6 %。工業(yè)端，假堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌是“堿性酶工廠”。其耐堿木聚糖酶更適pH 10，90 ℃半衰期2 h，用于紙漿漂白可減少氯用量30 %；耐堿蛋白酶已列入洗滌劑助劑，低溫下仍能有效分解血漬、奶漬，節(jié)能20 %?？茖W(xué)家正給它植入耐旱、耐鹽基因，讓它在西北旱地也能結(jié)瘤。制胞鏈霉菌

土地鞘氨醇盒菌（Sphingopyxis terrae）是一種具有重要環(huán)境修復(fù)潛力的微生物。紫穗槐中間根瘤菌

侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠，直徑不過微米，卻能把天空搬上餐桌。當(dāng)春雨浸潤，休眠的它隨水流游向豆科稚嫩的根毛，像機(jī)敏的牧羊犬識(shí)別前列聲啼哭。雙方以化學(xué)密語互通：根分泌類黃酮，菌回贈(zèng)Nod因子，根毛收到暗號(hào)立刻蜷曲內(nèi)陷，把菌請(qǐng)進(jìn)“客廳”，并發(fā)出指令讓皮層細(xì)胞分裂，幾天便鼓出粉白瘤狀“育嬰室”。瘤內(nèi)氧氣被植物合成的血紅蛋白調(diào)到恰好，菌體也變形為膨大“類菌體”，固氮酶開始運(yùn)轉(zhuǎn)，把空氣中占七成卻極穩(wěn)定的N?裂成NH?，再經(jīng)谷氨酰胺合成酶轉(zhuǎn)化為氨基酸，沿維管束晝夜輸送給宿主，自己只留一口碳糖作為“房租”。溫室示蹤顯示，一畝接種的春豌豆可少施18公斤尿素，籽粒蛋白卻增3.6%，相當(dāng)于多收兩袋奶粉；收獲后根瘤脫落，礦化釋氮，后茬玉米吸氮量提15%，土壤硝態(tài)淋失降四成，地下水不再喊“又咸又綠”。在西南山區(qū)，農(nóng)民把菌劑與草木灰拌種，坡地扁豆畝產(chǎn)翻半，省錢買化肥，村里小學(xué)因此添了圖書角。更妙的是，菌渣富含多糖，能把沙粒粘成團(tuán)粒，三年后板結(jié)田的孔隙度增加一成，蚯蚓回歸，雨后不再硬如磚。如今生物公司把菌液封裝成鋁箔袋，春耕拌種即可，比化肥便宜三成，比糞肥干凈百倍。紫穗槐中間根瘤菌