溜曲霉

施氏芽孢桿菌（Bacillus smithii）是芽孢桿菌屬中少見的“高溫工匠”，標(biāo)準(zhǔn)菌株 JCM 9076 更早從堆肥深處分離，可在 30–65 ℃、pH 4.5–9.0 范圍內(nèi)旺盛生長，更適溫度 55 ℃，芽孢耐 100 ℃沸水 2 h 仍存活，是驗(yàn)證高壓蒸汽滅菌的指示菌之一。其耐熱關(guān)鍵在于芽孢內(nèi)高濃度吡啶二羧酸鈣（DPA-Ca）結(jié)合低水分狀態(tài)，配合小分子熱休克蛋白，使酶與 DNA 在高溫下依舊穩(wěn)定。2024 年，中國團(tuán)隊(duì)從湖南鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2（保藏號(hào) CCTCC M2024167），鑒定為 B. smithii。該菌可在 50 mg L?1 Cd2?、6 % NaCl 條件下正常分泌有機(jī)酸，將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷，盆栽玉米根際有效磷提高 42 %，籽粒鎘含量下降 35 %，實(shí)現(xiàn)“增磷減鎘”同步完成。在工業(yè)酶方向，施氏芽孢桿菌是“高溫酶工廠”。其耐堿性 α-淀粉酶更適溫度 70 ℃，在淀粉液化、紡織退漿中可省去降溫環(huán)節(jié)，節(jié)能 15 %；耐熱蛋白酶在 60 ℃、30 % 乙醇中仍保持 80 % 活性，為生物煉制提供新型催化劑。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上，M2 菌株與秸稈堆肥復(fù)配，可使堆體 24 h 升至 65 ℃，纖維素降解率提高 30 %，堆肥周期縮短 7 d；作為功能性菌劑，每畝基施 200 g 菌粉，冬小麥越冬前磷吸收量提高 18 %，分蘗數(shù)增加 1.2 個(gè)，對(duì)后期倒伏有明顯緩解作用。紫色游動(dòng)放線菌隨后，細(xì)菌釋放信號(hào)，誘導(dǎo)根部細(xì)胞分裂，三天鼓出乳白根瘤，像給根系掛上微型氮肥廠。

蘇云金芽孢桿菌蠟冥亞種（Bacillus thuringiensis subsp. galleria）是一種重要的昆蟲病原細(xì)菌，在生物防治領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其獨(dú)特的生物特性以及高效的殺蟲機(jī)制使其成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和環(huán)境科學(xué)中不可或缺的微生物資源。生物特性蘇云金芽孢桿菌蠟冥亞種是一種革蘭氏陽性的芽孢桿菌，具有形成孢子的能力，這種孢子能夠在不利的環(huán)境條件下存活，展現(xiàn)出強(qiáng)大的耐受性。在營養(yǎng)豐富條件下，它能產(chǎn)生殺蟲蛋白，而在營養(yǎng)不良時(shí)則進(jìn)入芽孢期，同時(shí)生成具有殺蟲作用的伴孢晶體。其生長周期分為營養(yǎng)細(xì)胞分裂期和芽孢期，前者產(chǎn)生殺蟲蛋白，后者形成耐逆境的芽孢和伴孢晶體。殺蟲機(jī)制蠟冥亞種的殺蟲機(jī)制主要依賴于其產(chǎn)生的伴孢晶體蛋白（δ-內(nèi)）。當(dāng)害蟲取食含有蘇云金芽孢桿菌蠟冥亞種的植物或制劑后，伴孢晶體在害蟲腸道的堿性環(huán)境中被蛋白酶降解，釋放出活性的。這些與害蟲中腸上皮細(xì)胞的特異性受體結(jié)合，破壞細(xì)胞膜的完整性，導(dǎo)致細(xì)胞破裂、腸道麻痹，更終使害蟲因饑餓和敗血癥死亡。其殺蟲范圍廣，對(duì)多種鱗翅目、雙翅目等害蟲均有效。應(yīng)用領(lǐng)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)蘇云金芽孢桿菌蠟冥亞種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作為生物農(nóng)藥廣泛應(yīng)用。

耐熱芽孢桿菌（Geobacillus stearothermophilus）是微生物世界的“高溫鐵人”。其更適生長溫度55–65 ℃，芽孢可耐100 ℃沸水2小時(shí)、紫外線輻照8小時(shí)仍存活，被廣用于檢驗(yàn)高壓滅菌效果。該菌的耐熱密碼在于：細(xì)胞膜富含支鏈脂肪酸和鈣-吡啶二羧酸復(fù)合物，降低膜流動(dòng)性；組蛋白樣蛋白緊緊包裹DNA，防止高溫?cái)嗔?；同時(shí)擁有一套高效熱休克蛋白（Hsp）系統(tǒng)，可快速修復(fù)變性蛋白。在工業(yè)酶領(lǐng)域，耐熱芽孢桿菌是“催化劑工廠”。其分泌的耐高溫α-淀粉酶在90 ℃、pH 6.0條件下活性比較高，可將淀粉液化時(shí)間縮短一半，廣用于酒精、制糖、紡織退漿，年市場需求超萬噸；耐熱蛋白酶則在60 ℃仍保持80 %活性，可用于洗滌劑，提高低溫洗衣的去污力。此外，該菌還能合成耐高溫木聚糖酶和脂肪酶，在造紙漂白和生物柴油合成中展現(xiàn)潛力。農(nóng)業(yè)與環(huán)境方面，科學(xué)家將其與堆肥菌系復(fù)配，使堆溫迅速升至65 ℃，加速有機(jī)質(zhì)分解，殺滅病原菌和雜草種子，縮短堆肥周期30 %；在油田，耐熱芽孢桿菌可耐受55 ℃、高鹽環(huán)境，利用原油為碳源，產(chǎn)生生物表面活性劑，提高采收率5–8 %。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，皮爾瑞俄類芽孢桿菌展現(xiàn)出了明顯的生物防治潛力。

解淀粉芽孢桿菌是土壤里藏著的一把“生物刀”。它在營養(yǎng)充足時(shí)長成桿狀，一遇干旱、高溫便縮成厚壁芽孢，可耐沸水煮十分鐘、紫外曝曬三小時(shí)，十年后遇水仍能萌發(fā)。復(fù)蘇后，它先分泌α-淀粉酶、葡聚糖酶，把作物根際的淀粉、果膠切成低聚糖，搶得碳源，同時(shí)釋放表面活性素、伊枯草菌素等脂肽，像微型剪刀刺破病原菌膜，對(duì)白絹、枯萎、灰霉的抑制率超過七成；還能誘導(dǎo)植物開啟系統(tǒng)抗性，番茄未染病就先“武裝”葉片。溫室試驗(yàn)顯示，每畝用兩百克菌粉拌基質(zhì)，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，它能將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為有效磷，并分泌植物素前體，使玉米須根量增三成，畝產(chǎn)提8%。東北連作大豆田因它緩解“磷饑餓”，減少化肥施用量一成。如今，生物公司以玉米漿發(fā)酵罐培養(yǎng)，把芽孢制成可濕性粉劑，拌種、滴灌皆宜，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。解淀粉芽孢桿菌用肉眼看不見的臂膀，托住綠色農(nóng)業(yè)的明天：讓農(nóng)藥瓶少一個(gè)，飯碗多一粒，也讓板結(jié)的土地重新呼吸。瘤內(nèi)菌變膨體，固氮酶把空氣中占七成卻極穩(wěn)定的N?裂成NH?，日夜輸送給宿主，自己只留一口碳糖。摩氏摩根氏菌

菌體還可吸附Au3?、Cd2?，吸附量分別達(dá)50mg/g與35mg/g，為礦區(qū)重金屬修復(fù)提供低成本方案。溜曲霉

球芽孢桿菌（Bacillus sphaericus）是芽孢桿菌屬里的“圓球”，因細(xì)胞呈規(guī)整桿狀、芽孢卻近球形而得名。它廣分布于土壤、淡水及蚊幼蟲孳生水體，對(duì)堿性環(huán)境（pH 9–10）和高溫（50 ℃）具有良好耐受性，是兼具環(huán)境治理與生物防治雙重價(jià)值的稀有菌種。一、殺蚊利器球芽孢桿菌更被稱道的是其對(duì)蚊幼蟲的專一毒力。菌株2362在芽孢形成期同步產(chǎn)生二元素蛋白（BinA/BinB），被庫蚊、按蚊幼蟲攝食后，素在中腸結(jié)合受體，造成離子失衡、麻痹死亡，24 h致死率可達(dá)95 %以上，而對(duì)魚類、哺乳動(dòng)物幾乎無害。WHO已將其列入“全球媒介生物防治推薦菌劑”，并制成可濕性粉劑或緩釋顆粒，用于登革熱、瘧疾高發(fā)區(qū)的蚊媒控制，年撒施面積逾千萬公頃。二、環(huán)境修復(fù)球芽孢桿菌還能分泌堿性蛋白酶和脂肪酶，在pH 10、45 ℃條件下仍保持80 %活性，可用于高堿含油廢水處理。實(shí)驗(yàn)表明，向煉油廢水中投加10? CFU mL?1菌液，7天COD去除率提升30 %，污泥量減少25 %，為高鹽高堿工業(yè)廢水提供低成本生物強(qiáng)化方案。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株IAB-109對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉具明顯拮抗作用，抑菌帶寬20 mm；同時(shí)產(chǎn)IAA 15 mg L?1，盆栽玉米根長增28 %，產(chǎn)量提10 %。溜曲霉