甜櫻間座殼

侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠，直徑不過(guò)微米，卻能把天空搬上餐桌。當(dāng)春雨浸潤(rùn)，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(yǔ)互通：根分泌類(lèi)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(lèi)菌體”，固氮酶開(kāi)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(qián)買(mǎi)化肥，村里小學(xué)因此添了圖書(shū)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。強(qiáng)壯類(lèi)芽孢桿菌的應(yīng)用前景廣闊，隨著研究的深入，其在更多領(lǐng)域的潛力將被進(jìn)一步挖掘。甜櫻間座殼

施氏芽孢桿菌（Bacillus smithii）是芽孢桿菌屬中少見(jiàn)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(zhǎng)，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(guó)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。短波單胞菌屬其獨(dú)特的代謝能力使其在降解有機(jī)污染物方面表現(xiàn)出色，成為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

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)。

包姜氏液體培養(yǎng)基基礎(chǔ)（BGA Broth Base）是為培養(yǎng)姜苗根莖共生促生菌而設(shè)計(jì)的富氮液體培養(yǎng)基，由包頭師范學(xué)院與姜科作物團(tuán)隊(duì)共同優(yōu)化，故得“包姜”之名。其配方以酪蛋白胨與大豆木瓜酶消化物提供與緩釋氨基酸，酵母粉補(bǔ)充B族維生素和微量元素，可溶性淀粉作碳源，既避免葡萄糖過(guò)量產(chǎn)酸，又模擬根莖分泌物成分；特別添加0.3% K?HPO?與0.2% MgSO?，緩沖能力強(qiáng)，可中和菌體代謝酸，維持pH 6.8–7.0，滿足假單胞菌、芽孢桿菌及稀有放線菌的同步增殖。實(shí)際應(yīng)用中，1 L培養(yǎng)基接種5 mL姜塊研磨液，28℃、160 r/min振蕩培養(yǎng)24 h，菌濃即可達(dá)2×10? CFU/mL，菌液呈淡棕、微粘，帶新鮮生姜清香；繼續(xù)補(bǔ)糖發(fā)酵可產(chǎn)胞外多糖1.2 g/L，對(duì)番茄、辣椒具明顯促根活性。若需固體分離，補(bǔ)加1.2%瓊脂即得BGA平板，可直觀觀察菌落形態(tài)：有效菌株多呈乳白、邊緣波狀，48 h后在365 nm紫外下可見(jiàn)藍(lán)綠色熒光，與16S rDNA序列聯(lián)用，可在72 h內(nèi)完成“功能—種屬”雙重鑒定。質(zhì)量控制上，BGA培養(yǎng)基需用去離子水配制，高壓滅菌后若出現(xiàn)輕微沉淀，為鎂—磷復(fù)合物，50℃水浴搖勻即可；儲(chǔ)存過(guò)程若液體變黃，提示淀粉水解過(guò)度，應(yīng)廢棄。利用CRISPR-Cas9技術(shù)激起玫瑰鏈孢囊菌中的沉默基因簇，可以發(fā)現(xiàn)并生產(chǎn)新的抗生物質(zhì)，如Auroramycin 。

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(zhǎng)，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(píng)果酸、乳酸等有機(jī)酸，2 d內(nèi)將周?chē)鷓H由10降至8，為后定植作物營(yíng)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 %。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。侄子根瘤菌

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。甜櫻間座殼

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。科學(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。甜櫻間座殼