特基拉芽孢桿菌(Bacillus tequilensis)是芽孢桿菌屬中一顆快速升起的新星。更早在墨西哥酒窖的橡木桶中被發(fā)現(xiàn),它可在60℃、8%乙醇或含砷10g/L的廢水中保持活性,芽孢能休眠十年不死,被視作“極端環(huán)境基因庫”。其抗逆機制由“吸附-代謝-固定”三級網(wǎng)絡(luò)組成:ArsR-arsB-arsC操縱子把As3?氧化為低毒As??并泵出胞外;組氨酸富集蛋白Teq可吸附Au3?、Cd2?,吸附量達50mg/g,使湖南砷污染稻田兩年可溶砷下降45%,稻米增產(chǎn)15%,籽粒砷低于國標一半。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,特基拉芽孢桿菌表現(xiàn)出廣譜抑菌與促生雙重功效。菌株M408F10-3F8對12種病原菌和卵菌有強拮抗作用,黃瓜枯萎盆栽防效58%,與多菌靈相當,同時分泌IAA促生;菌株2-2a對大豆炭疽、黑斑、灰斑等葉部病害及根腐、立枯等土傳病害兼具防效,且定殖速度快;菌株20Q9B-2-14對馬鈴薯軟腐病菌抑制明顯,為生防制劑添新選項。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中,菌株ZSGD5與Bt-CO通過“異養(yǎng)硝化-好氧反硝化”低耗氧途徑,把氨氮、亞硝酸鹽迅速轉(zhuǎn)為氮氣逸出,5℃仍保持活性,可使斑節(jié)蝦、花白鰱池塘氨氮下降60%,換水量減少三成。鮭色野野村氏菌革蘭氏陽性,基絲和氣絲極多分枝。氣絲上產(chǎn)生鉤狀、螺旋形或直孢子鏈,孢子表面光滑或有疣。駝背擬盤多毛孢
史氏芽孢桿菌(Bacillus smithii)是芽孢桿菌屬中嗜熱分支的,標準菌株 JCM 9076 更初從高溫堆肥中分離,能在 55 ℃、pH 6.5 條件下旺盛生長,芽孢可耐 100 ℃沸水 2 h,是驗證高壓滅菌效果的指示菌之一。其細胞壁含特殊脂肪酸,膜脂熔點高,配合小分子熱休克蛋白,使核糖體和 DNA 在高溫下仍保持構(gòu)象穩(wěn)定,賦予菌體“耐熱盾牌”。2024 年,中國團隊從鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2(保藏號 CCTCC M2024167),鑒定為 Bacillus smithii。該菌兼具三重抗逆:耐鹽 6 %、耐鎘 50 mg·L?1,并能在 pH 4.5–9.0 范圍內(nèi)正常分泌有機酸,將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷,盆栽試驗中使玉米根際有效磷提高 42 %,籽粒鎘含量下降 35 %,實現(xiàn)“增磷減鎘”同步完成。在酶制劑方向,史氏芽孢桿菌是“高溫酶工廠”。其胞外堿性淀粉酶更適溫度 70 ℃,在洗滌劑、烘焙和酒精濃醪發(fā)酵中可省去降溫環(huán)節(jié),節(jié)能 15 %;耐有機溶劑蛋白酶可在 60 ℃、30 % 乙醇環(huán)境中保持 80 % 活性,為生物煉制提供新型催化劑。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上,M2 菌株可與秸稈堆肥復(fù)配,使堆體溫度 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,每畝隨基肥施入 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,對后期倒伏有明顯緩解作用。新疆糖絲菌浸麻類芽孢桿菌(Bacillus rettgeri)作為一種特殊的微生物,為這一課題提供了極具潛力的解決方案。

嗜氣芽孢桿菌(Bacillus aerophilus)是芽孢桿菌屬里的“氧氣狂熱者”,2004年隨以色列高空氣球首先被分離,可在0.8–21 % O?范圍內(nèi)旺盛生長,更適氧分壓高于普通土壤芽孢桿菌2倍,故得名“嗜氣”。其菌落呈乳白色、邊緣卷發(fā)狀,革蘭氏陽性,具周生鞭毛,能形成橢圓芽孢,耐紫外、耐干燥,貨架期長達3年,為制劑化提供質(zhì)量載體。在土壤復(fù)蘇后,嗜氣芽孢桿菌迅速啟動“三效機制”:①分泌吲哚乙酸(IAA)25 mg/L,刺激玉米、番茄根系增長30 %;②產(chǎn)蛋白酶、纖維素酶,分解作物殘體,釋放養(yǎng)分;③合成表面活性素、fengycin,對番茄青枯、辣椒疫霉抑菌帶寬達28 mm,且能誘導(dǎo)植物ISR,降低農(nóng)藥用量40 %。田間試驗顯示,每畝用200 g菌粉(10? CFU/g)拌種,小麥返青期根際磷提高32 %,千粒重增1.8 g,產(chǎn)量提升8.5 %;在大棚番茄上,滴灌菌液可使灰霉病指下降45 %,果實Vc含量提高12 %,糖酸比更協(xié)調(diào)。工業(yè)端,嗜氣芽孢桿菌是“低溫酶工廠”。其耐有機溶劑蛋白酶在15 ℃、30 %乙醇中仍保持70 %活性,可用于洗滌劑;耐堿脂肪酶更適pH 10,適用于乳制品CIP清洗,節(jié)能20 %。
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,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,飯碗多一粒,也讓板結(jié)的土地重新呼吸。海膽棕色小單孢菌是革蘭氏陽性,不抗酸,好氣或微好氣。無真正的氣絲,基絲發(fā)達,分枝,有隔。

球芽孢桿菌(Bacillus sphaericus)是芽孢桿菌屬里的“圓球”,因細胞呈規(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值的稀有菌種。一、殺蚊利器球芽孢桿菌更被稱道的是其對蚊幼蟲的專一毒力。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95 %以上,而對魚類、哺乳動物幾乎無害。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。實驗表明,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化方案。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株IAB-109對番茄青枯、辣椒疫霉具明顯拮抗作用,抑菌帶寬20 mm;同時產(chǎn)IAA 15 mg L?1,盆栽玉米根長增28 %,產(chǎn)量提10 %。青銅小單胞菌通常分布在土壤或湖底泥土中,堆肥和廄肥中也不少,約有30多種,是產(chǎn)生抗生物質(zhì)較多的一個屬 。嗜堿甜稈菌
海膽棕色小單孢菌)是一種屬于Micromonospora屬的微生物,主要用途為分類學(xué)研究,具體用途為模式菌株 。駝背擬盤多毛孢
譎詐明串珠菌(Leuconostoc fallax)是明串珠菌屬中“貌善心狠”的。菌落乳白、表面光滑,細胞球形成對,發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣,看似溫順,卻能在泡菜前期迅速增殖,借“糖衣”胞外多糖包裹自己,欺騙宿主免疫系統(tǒng),故得“譎詐”之名?;蚪M分析揭示,它攜帶一套罕見的寡肽轉(zhuǎn)運與組氨酸激酶雙組分系統(tǒng),可感知滲透壓與酸度變化,一旦環(huán)境pH降至4.0以下,便啟動“式”產(chǎn)酸爆發(fā),短時間內(nèi)釋放大量乳酸與乙酸,排擠同壇的乳酸菌盟友,獨占發(fā)酵主導(dǎo)權(quán)。更“狡黠”的是,該菌能分泌一種細菌素Fallaxin,對李斯特菌、金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽性食源性致病菌具有窄譜殺傷,卻對自身及泡菜關(guān)鍵菌株無害,借此在微生態(tài)博弈中“借刀殺人”。然而,其高活性胞外多糖合成酶在低溫(4℃)仍持續(xù)表達,導(dǎo)致泡菜后熟期口感發(fā)黏,被食品工程師視為“品質(zhì)陷阱”。研究嘗試通過CRISPR敲除其負調(diào)控基因rex,使譎詐明串珠菌在pH 3.8即自動休眠,既保留抑菌特長,又避免過度產(chǎn)黏,為精細控制傳統(tǒng)發(fā)酵蔬菜的微生態(tài)提供了一把“基因開關(guān)”。駝背擬盤多毛孢