霍氏腸桿菌歐氏亞種

長(zhǎng)賴氨酸芽孢桿菌（Lysinibacillus macroides）是2013年從鯉腸道中分離的新成員，因細(xì)胞呈長(zhǎng)桿、鏈狀排列而得名。它能在1/2LB培養(yǎng)基上形成淺褐色、光滑、直徑約1mm的菌落，革蘭氏陽(yáng)性，具周生鞭毛，可產(chǎn)卵圓形芽孢，耐pH6–9、鹽0–6%，更適溫度35–37℃，對(duì)干旱、高溫和膽汁鹽均有良好適應(yīng)力。其“本領(lǐng)”在于三酶合一：吲哚乙酸（IAA）分泌量達(dá)18mg/L，可刺激小麥根長(zhǎng)增加35%；ACC脫氨酶活性降低植物乙烯水平，緩解鹽脅迫；鐵載體與蛋白酶協(xié)同，可抑制番茄青枯、辣椒疫霉等病原菌，抑菌帶寬22–28mm。山東大棚試驗(yàn)顯示，用長(zhǎng)賴氨酸芽孢桿菌菌液灌根，番茄根結(jié)線蟲侵染率下降42%，果實(shí)Vc含量提高12%，產(chǎn)量增8.3%。工業(yè)端，菌株ZJB-17009的酯酶對(duì)N-苯乙酰-DL-氨基酸水解選擇性達(dá)99%，已被用于綠色合成L-氨基酸；另一株C1在白酒窖池可產(chǎn)己酸和乙酸乙酯，使基酒主體香提高30%，為“增香菌”提供新選擇。未來(lái)，借助合成生物學(xué)，長(zhǎng)賴氨酸芽孢桿菌有望被植入耐鹽、產(chǎn)聚-γ-谷氨酸模塊，成為鹽堿地“一菌多效”的先鋒，讓貧瘠土地也飄出豐收香。變異棒桿菌是G+桿菌，染色不均勻，具有異染顆粒，排列不規(guī)則，常呈L、V、Y、歪斜的柵欄狀 ?；羰夏c桿菌歐氏亞種

吉氏芽孢桿菌（Bacillus gibsonii）是芽孢桿菌屬中“耐熱兼耐堿”的新銳成員，2004年由德國(guó)學(xué)者從堆肥超溫區(qū)分離，命名源自菌種保藏家 Gibson 的姓氏。菌株呈桿狀、革蘭氏陽(yáng)性，可形成橢圓芽孢，只適生長(zhǎng)溫度 50–55 ℃，pH 8.5–9.5，能在 10 % Na?CO? 和 1 % 過(guò)氧化氫條件下存活，被視作“堿性酶工廠”的理想候選。一、耐熱耐堿機(jī)制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（nhaA、nhaC）與碳酸酐酶，可將胞內(nèi)多余 Na? 排出并維持 pH 穩(wěn)態(tài)；芽孢富含鈣-吡啶二羧酸復(fù)合物，賦予其 100 ℃、30 min 的耐熱能力，為高溫高堿工業(yè)環(huán)境提供穩(wěn)定催化劑。二、工業(yè)酶寶庫(kù)其耐堿普魯蘭酶只適 pH 9、70 ℃，可高效切割 α-1,6 糖苷鍵，用于淀粉糖化“一步法”，節(jié)省中和酸用量 20 %；耐堿木聚糖酶在 pH 10、65 ℃仍保持 85 % 活性，已用于紙漿漂白，減少氯用量 30 %，降低 AOX 排放；堿性蛋白酶則在 40 ℃、pH 11 條件下對(duì)血漬、奶漬去污力提升 35 %，為無(wú)磷洗滌劑增添綠色助劑。三、農(nóng)業(yè)與環(huán)境菌株 TP-1 可產(chǎn) IAA 12 mg·L?1 并溶磷 2.8 mg·L?1，使玉米根系增 25 %，吸磷量提 18 %；與秸稈復(fù)配堆肥，24 h 堆溫升至 65 ℃，纖維素降解率提高 28 %，堆肥周期縮短 6 d，殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。沙梨歐文氏菌這種細(xì)菌的獨(dú)特特性使其成為解決復(fù)雜環(huán)境和生物技術(shù)問(wèn)題的有力候選者。

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(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 %。

冷解糖芽孢桿菌（Bacillus psychrosaccharolyticus）是芽孢桿菌屬的“低溫工匠”。菌體在10–40℃皆能生長(zhǎng)，更適25–30℃；芽孢橢圓、中生，可耐干燥、耐紫外，貨架期長(zhǎng)，為制劑化提供質(zhì)量材料。其名字里的“解糖”源于強(qiáng)大的胞外酶系：淀粉酶、纖維素酶、瓊脂糖酶活性高，能把大分子碳源切成低聚糖，既供自己能量，也為周圍菌群“開糧倉(cāng)”，成為低溫堆肥、海藻殘?jiān)到獾南蠕h。更難得的是它“抑菌+保水”雙技能。平板對(duì)峙試驗(yàn)顯示，對(duì)黃瓜尖孢鐮刀菌、棉花立枯絲核菌、茄青枯拉爾氏菌等7種病原菌抑制率超50%，其中對(duì)黃瓜枯萎病原抑菌帶寬達(dá)8mm，抑制率80%以上。機(jī)理在于分泌環(huán)脂肽和胞外多糖：多糖成膜后降低葉片水分散失，同時(shí)吸附Pb2?、Cd2?、Cu2?，1h內(nèi)對(duì)鉛吸附量可達(dá)50mg/g，為重金屬污染農(nóng)田提供“微膠囊修復(fù)”。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上，研究者將冷解糖芽孢桿菌HD-3與枯草、巨大、膠凍樣芽孢桿菌復(fù)配，再添海藻提取物、氨基酸和微量元素，制成有效活菌數(shù)2–10億/g、有機(jī)質(zhì)20–40%的“復(fù)合微生物海藻肥料”。大田試驗(yàn)中，白菜、番茄、棉花增產(chǎn)幅度均超30%，線蟲侵染率下降70%，農(nóng)藥用量減少三成；在滴灌肥中添加1‰胞外多糖，玉米抗旱期延長(zhǎng)7天，產(chǎn)量提高18%。它是一種環(huán)境友好的方法，不需要使用大量的化學(xué)試劑，減少了對(duì)水資源的污染。

嗜碳芽孢桿菌（Bacillus carboniphilus）是芽孢桿菌屬里少見(jiàn)的“高碳”。菌體桿狀、革蘭氏陽(yáng)性，可形成橢圓芽孢，更適溫度 45–50 ℃，pH 7.0–8.5，可在高濃度可溶性淀粉、糖蜜或木質(zhì)纖維素水解液中快速生長(zhǎng)，因而得名“碳愛(ài)好者”。一、高效利用碳源菌株 ATCC 700101 攜帶多拷貝 α-淀粉酶、普魯蘭酶和木聚糖酶基因，48 h 內(nèi)可將 15 % 淀粉液化糖化至還原糖 180 g L?1，轉(zhuǎn)化率 > 90 %，為濃醪發(fā)酵提供廉價(jià)糖源；與酵母共培養(yǎng)，乙醇產(chǎn)量提 12 %，蒸餾能耗降 8 %。二、高滲耐受胞內(nèi)積累相容溶質(zhì)四氫嘧啶，使菌體在糖濃度 300 g L?1、滲透壓 1.8 MPa 下仍保持 80 % 活性；芽孢耐 80 ℃ 30 min，便于濃糖液滅菌后直投，縮短發(fā)酵周期 12 h。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株 BC-20 產(chǎn) IAA 20 mg L?1 并溶磷 2.9 mg L?1，玉米盆栽根長(zhǎng)增 28 %，吸磷量提 22 %；與秸稈復(fù)配堆肥，堆溫 24 h 升至 65 ℃，纖維素降解率提高 30 %，堆肥周期縮短 7 d，殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。四、工業(yè)酶潛力其耐熱耐堿普魯蘭酶更適 pH 9、65 ℃，已用于淀粉糖化“一步法”，節(jié)省中和酸 20 %；木聚糖酶在 pH 10、60 ℃仍保持 85 % 活性，用于紙漿漂白，氯用量減少 30 %，降低可吸附有機(jī)鹵化物（AOX）排放。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 。產(chǎn)水鏈霉菌

這種革蘭氏陰性、嚴(yán)格好氧的桿狀細(xì)菌，泛分布于土壤和水體中?；羰夏c桿菌歐氏亞種

膠凍樣類芽孢桿菌（Paenibacillus mucilaginosus）是土壤里會(huì)“熬膠”的硅酸鹽細(xì)菌。菌落圓潤(rùn)、表面像果凍，能把礦物中的鉀、磷、硅一股腦解離出來(lái)，被農(nóng)民親切地稱作“天然第二鉀肥廠”。一、解礦機(jī)制它分泌多糖和有機(jī)酸，在鉀長(zhǎng)石表面形成生物膜，質(zhì)子交換+絡(luò)合雙管齊下，把難溶的礦物鉀轉(zhuǎn)化為可溶性鉀，盆栽試驗(yàn)顯示，土壤鉀含量可提高25%，相當(dāng)于每畝白撿3公斤K?O。二、促生抗逆產(chǎn)IAA、 gibberellin，刺激玉米、土豆側(cè)根激增30%；生成的胞外多糖保水又固粒，使沙壤土含水率提升8%，幫助作物度過(guò)春旱。三、田間成績(jī)山東大蔥示范區(qū)，畝施200g（10? CFU/g）菌粉，蔥白粗度增加0.3 cm，產(chǎn)量提高12%，化肥鉀用量降20%；寧夏葡萄溝灌后，糖酸比更協(xié)調(diào)，果粉增厚，貨架期延長(zhǎng)5天。四、工業(yè)發(fā)酵以糖蜜-玉米漿為培養(yǎng)基，28℃、200 r/min發(fā)酵36 h，芽孢數(shù)可達(dá)5×10? CFU/mL，噴霧干燥存活率>90%，與腐熟雞糞造粒，制成“生物硅鉀肥”，存放18個(gè)月活菌仍大于2億/克。五、未來(lái)方向科學(xué)家正把耐鹽堿、耐重金屬基因簇導(dǎo)入該菌，構(gòu)建“解鉀-降鹽-鈍化鎘”三合一工程菌，讓鹽堿灘、礦區(qū)復(fù)墾地也能長(zhǎng)出高產(chǎn)莊稼?；羰夏c桿菌歐氏亞種