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?chē)骸伴_(kāi)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(chóng)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%。這種多功能的特性使其成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要工具,有助于減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。秦嶺假絲酵母
擴(kuò)散芽孢桿菌(Bacillus diffusus)是芽孢桿菌屬里的“運(yùn)動(dòng)健將”。菌體桿狀、周生鞭毛,在瓊脂表面可形成迅速擴(kuò)展的薄膜狀菌落,24 h內(nèi)直徑達(dá)80 mm,故得名“diffusus”。其更適生長(zhǎng)溫度30–37 ℃,pH 6–9,耐干燥、耐紫外,芽孢可存活十年以上,為制劑化提供質(zhì)量特性。一、快速定殖菌株DSM 13271分泌大量胞外多糖,降低表面張力,使菌體在沙壤土中遷移速度提高3倍;與枯草芽孢桿菌復(fù)配,可形成“生物被膜”,優(yōu)先占據(jù)根際生態(tài)位,抑制病原菌入侵。二、廣譜抑菌擴(kuò)散芽孢桿菌產(chǎn)生diffusin脂肽,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎等病原菌抑菌帶寬達(dá)28 mm;溫室試驗(yàn)顯示,畝用200 g菌粉滴灌,黃瓜枯萎病指下降45 %,農(nóng)藥用量減少三分之一。三、促生提質(zhì)菌株IAA產(chǎn)量25 mg·L?1,溶磷2.9 mg·L?1,并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇,誘導(dǎo)玉米側(cè)根增30 %,吸磷量提20 %;新疆鹽堿地示范,冬小麥千粒重增1.5 g,產(chǎn)量提高8 %。四、工業(yè)酶潛力其耐堿蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比較高,已用于洗滌劑,低溫去污力提升25 %;胞外多糖乳化力強(qiáng),可作為鉆井泥漿降濾失劑,耐鹽達(dá)12 %。馬德里青霉這種能力使其在微生物界中獨(dú)樹(shù)一幟,也為它在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

深褐芽孢桿菌(Bacillus atrophaeus)是芽孢桿菌屬的“暗色特種兵”。菌落呈棕褐至近黑色、表面光滑有蠟光,革蘭氏陽(yáng)性,桿狀細(xì)胞可形成橢圓芽孢,耐干燥、耐紫外、耐堿,更適30–37 ℃,pH 6–9,廣分布于土壤、海洋沉積物和植物根際。一、生物防治菌株分泌atrophaein脂肽與幾丁質(zhì)酶,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯抑菌帶寬達(dá)26 mm;溫室試驗(yàn)畝施200 g菌粉,黃瓜枯萎病指下降45 %,農(nóng)藥用量減少三分之一。二、促生抗逆深褐芽孢桿菌產(chǎn)IAA 20 mg·L?1,溶磷3.2 mg·L?1,并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇,誘導(dǎo)玉米側(cè)根增30 %,吸鉀量提22 %;干旱脅迫下,小麥葉片相對(duì)含水量提高8 %,產(chǎn)量增10 %。三、工業(yè)酶寶庫(kù)其耐堿蛋白酶在pH 10、50 ℃仍保持85 %活性,已用于無(wú)磷洗滌劑,血漬去污力提升30 %;耐熱淀粉酶90 ℃半衰期2 h,為紡織退漿省去中和環(huán)節(jié),節(jié)能15 %。四、抗輻射模型因芽孢含高比例吡啶二羧酸鈣,對(duì)紫外、γ射線具有極強(qiáng)抵抗力,被ESA選為“火星模擬滅菌”指示菌,用于檢測(cè)航天器表面消毒效果。未來(lái),借助合成生物學(xué),把深褐芽孢桿菌的抑菌、產(chǎn)酶、抗輻射模塊植入枯草底盤(pán),可構(gòu)建“一菌多用”細(xì)胞工廠,為綠色農(nóng)業(yè)、清潔洗滌和太空滅菌提供可持續(xù)的微生物鑰匙。
栗褐芽孢桿菌(Bacillus badius)是芽孢桿菌屬的“暗色騎士”。菌落呈獨(dú)特的栗褐色、邊緣不規(guī)則,革蘭氏陽(yáng)性大桿菌,具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢;更適溫度30–37 ℃,pH 6.5–8.5,廣分布于森林腐葉、草炭和動(dòng)物腸道中。一、降解菌株產(chǎn)胞外酚氧化酶、漆酶和半纖維素酶,能把落葉、鋸末中的木質(zhì)-酚類(lèi)物質(zhì)分解成腐殖酸,7 d內(nèi)稻草失重率35 %,腐殖酸含量提高1.8倍,為有機(jī)肥“褐化”提供天然菌種。二、防病促生栗褐芽孢桿菌分泌badius脂肽,對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉抑菌帶寬24 mm;同時(shí)產(chǎn)IAA 18 mg·L?1,使玉米根長(zhǎng)增28 %,吸磷量提棚試驗(yàn)畝施200 g菌粉,黃瓜枯萎病指降40 %,產(chǎn)量增12 %。三、工業(yè)酶潛力其漆酶更適pH 5、50 ℃,對(duì)染料活性黑KN-B脫色率3 h達(dá)85 %,已用于印染廢水預(yù)處理;耐堿木聚糖酶在pH 9、55 ℃仍保持80 %活性,可助紙漿漂白減少氯用量30 %。四、土壤修復(fù)菌體胞外多糖能吸附Cd2?、Pb2?,吸附量分別達(dá)45 mg g?1與30 mg g?1;與生物炭混施,礦區(qū)污染土壤有效態(tài)鎘下降50 %,蔬菜可食部鎘低于國(guó)標(biāo)。隨著人們對(duì)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注不斷增加,生物脫膠技術(shù)越來(lái)越受到重視。

長(zhǎng)賴(lài)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(lài)氨酸芽孢桿菌菌液灌根,番茄根結(jié)線蟲(chóng)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(lài)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。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。檸檬明串珠菌
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。秦嶺假絲酵母
德氏乳桿菌德氏亞種(Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii)是乳酸菌家族中更早被分離命名的“元老”之一,1901年即進(jìn)入科學(xué)視野。菌體短桿、無(wú)芽孢、不運(yùn)動(dòng),專(zhuān)性發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)乳酸,更適生長(zhǎng)溫度42~45℃,可在pH 3.5的酸環(huán)境中存活,耐高溫卻畏冷,4℃即停止繁殖?;蚪M只1.8 Mb,代謝途徑精簡(jiǎn),卻擁有完整的乳酸脫氫酶與寡肽轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),使其在蛋白質(zhì)豐富的基質(zhì)中快速產(chǎn)酸,抑制菌。工業(yè)上,它是酸奶、瑞士奶酪與保加利亞傳統(tǒng)發(fā)酵乳的關(guān)鍵菌種,與嗜熱鏈球菌協(xié)同可將牛乳在3小時(shí)內(nèi)酸化至pH 4.2,形成細(xì)膩凝乳與特征性乙醛風(fēng)味;同時(shí)分泌胞外多糖,賦予產(chǎn)品順滑口感并延緩后酸化。近年研究還發(fā)現(xiàn),其表面蛋白SlpA能黏附腸道上皮,誘導(dǎo)IL-10分泌,緩解小鼠結(jié)腸炎;熱滅活菌體亦可通過(guò)啟動(dòng)樹(shù)突細(xì)胞TLR2信號(hào),增強(qiáng)腸道IgA應(yīng)答,兼具益生與免疫調(diào)節(jié)潛力。隨著合成生物學(xué)興起,德氏乳桿菌德氏亞種被工程化改造為“活藥工廠”,可在腸道內(nèi)持續(xù)釋放胰島素樣肽或白細(xì)胞介素,為糖尿病與炎癥性腸病提供新型微生態(tài)治療方案。秦嶺假絲酵母