青霉屬

酸快生芽孢桿菌（Bacillus acidiceler）是2014年才被正式命名的芽孢桿菌新成員，卻已在綠色農(nóng)業(yè)中跑出“加速度”。菌株HS3由花生根際分離，耐酸、耐旱、耐溫，pH 5.5仍能快速萌發(fā)；其芽孢可抗紫外、耐干燥，貨架期長達(dá)24個(gè)月，為商品化奠定基礎(chǔ)。HS3的“三板斧”讓土壤瞬間啟動(dòng)：①產(chǎn)IAA 45.8 mg/L，誘導(dǎo)玉米、花生根系激增30%以上；②溶有機(jī)磷2.9 mg/L、解鉀19.9 mg/L，把固定態(tài)磷鉀變成養(yǎng)分；③分泌蛋白酶與脂肽，抑制番茄青枯、辣椒疫霉，病指下降四成。田間數(shù)據(jù)顯示，在花生-玉米間作體系下，每畝滴灌200 mL菌液（10^8 CFU/mL），花生側(cè)磷、鉀分別提高24%、53%，秕果率降54%，增產(chǎn)9.9%；玉米側(cè)IAA提升68%，禿頂縮短27%，增產(chǎn)18.6%，相當(dāng)于少施25 kg復(fù)合肥仍多打糧。工業(yè)端，菌株CNBG-PGPR-17 24 h內(nèi)可把無機(jī)磷溶出277 mg/kg，并產(chǎn)乳酸0.27 kg/L，發(fā)酵液pH直降1單位，既當(dāng)“生物酸化劑”又當(dāng)“液體磷肥”，已用于藍(lán)莓基質(zhì)，使可溶性蛋白、花青素分別增加17.7%、10.5%，果實(shí)糖酸比更協(xié)調(diào)。未來，隨著耐酸、耐鹽基因被進(jìn)一步解碼，酸快生芽孢桿菌有望走進(jìn)南方紅壤、北方鹽堿地，乃至礦區(qū)復(fù)墾，用一把“酸”鑰匙打開貧瘠土壤的肥力之門，為“減磷增效”提供可持續(xù)的微生物方案?？茖W(xué)家把Cry基因?qū)朊藁?、水稻，培育的Bt作物畢生自帶抗蟲盾，減少農(nóng)藥噴灑七成以上 。青霉屬

無機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)基（Inorganic Phosphorus Bacteria Medium）是專門用于篩選、計(jì)數(shù)和驗(yàn)證具有“溶磷”功能微生物的合成培養(yǎng)基。其關(guān)鍵思路是“以難溶磷為磷源”：配方中不添加任何有機(jī)磷或磷，而用磷酸三鈣〔Ca?(PO?)?〕、磷灰石或磷酸鋁等難溶性無機(jī)磷酸鹽作為磷源；同時(shí)提供葡萄糖、蔗糖或甘露醇等碳源，以及硫酸銨或硝酸鈉作氮源，并輔以鎂、鉀、硫、微量元素和緩沖系統(tǒng)，pH 通常調(diào)至 6.8–7.2。只有能分泌有機(jī)酸、質(zhì)子、酶類（如葡萄糖酸、甲酸、磷酸酶、植酸酶）的溶磷菌，才能將不溶性磷轉(zhuǎn)化為可溶的 PO?3?，供自身利用并在培養(yǎng)基上生長。培養(yǎng)基滅菌后呈乳白渾濁，傾注平板后表面略帶沉淀。接種土壤稀釋液或根際樣品，28 ℃培養(yǎng) 3–5 天，具有溶磷能力的菌落周圍會(huì)出現(xiàn) 2–10 mm 的透明暈圈——這是菌落分泌的酸或酶溶解磷酸三鈣所致，暈圈直徑與溶磷能力呈正相關(guān)。若需定量，可挑取暈圈明顯的單菌落，接入液體無機(jī)磷培養(yǎng)基，振蕩培養(yǎng) 7 天，用鉬銻抗比色法測定上清液中有效磷含量，計(jì)算溶磷率（mg P·L?1）與菌體生物量的比值，即可比較不同菌株的溶磷效率。梭形芽胞桿菌這種細(xì)菌不僅在科學(xué)研究中備受關(guān)注，還在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。

潘諾尼亞鎖霉（Itersonilia pannonica）是一株擔(dān)子菌門、鎖霉屬的低溫絲狀菌，原產(chǎn)中國，常見于草地、腐葉及冷藏蔬菜表面。菌絲白色至淡黃，擴(kuò)展呈絨毯狀，更適生長17℃，pH6，需氧，對(duì)鹽濃度變化敏感，4℃保存即可。一、科研價(jià)值耐冷特性使其成為冷鏈?zhǔn)称费芯康哪Ｊ骄?；與氈狀金孢霉近緣，基因組含多種細(xì)胞壁降解酶基因，可用于低溫酶篩選及擔(dān)子菌系統(tǒng)發(fā)育分析。二、生物防治潛力培養(yǎng)濾液對(duì)灰霉、菌核等植物病原菌抑制圈達(dá)15–20 mm，并能分泌幾丁質(zhì)酶，分解線蟲卵殼，盆栽試驗(yàn)使番茄根結(jié)線蟲侵染率下降40 %，為開發(fā)低溫生劑提供候選。三、低溫酶應(yīng)用菌株在10℃仍產(chǎn)較高活性纖維素酶和β-葡萄糖苷酶，可用于低溫洗滌、紙漿漂白或冷鏈廢棄物降解，節(jié)能20 %，降低高溫處理成本。四、教學(xué)與質(zhì)控生物危害四類，培養(yǎng)簡易，國內(nèi)多所高校將其列入“冷鏈微生物”教學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可通過梯度平板直觀觀察低溫生長曲線，并用于冷藏食品監(jiān)測的陽性對(duì)照。未來，借助合成生物學(xué)，把潘諾尼亞鎖霉的冷活性酶基因?qū)牍I(yè)酵母，有望構(gòu)建“冷鏈-降解”一體化細(xì)胞工廠，為冷鏈物流、低溫環(huán)保和綠色防控提供新工具。小小鎖霉，用一把“冷鑰匙”開啟低溫生物技術(shù)的廣闊天地。

史氏芽孢桿菌（Bacillus smithii）是芽孢桿菌屬中嗜熱分支的，標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)證高壓滅菌效果的指示菌之一。其細(xì)胞壁含特殊脂肪酸，膜脂熔點(diǎn)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(tuán)隊(duì)從鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2（保藏號(hào) 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(jī)酸，將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷，盆栽試驗(yàn)中使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(jī)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(gè)，對(duì)后期倒伏有明顯緩解作用。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。

無機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)基（不含瓊脂）是專為“溶磷菌”篩選與活性測定設(shè)計(jì)的合成液體培養(yǎng)基。其配方精髓在于“難溶磷”：磷酸三鈣〔Ca?(PO?)?〕以懸浮顆粒形式存在，不提供任何磷；葡萄糖或甘露醇擔(dān)任碳源，硫酸銨為氮源，并輔以Mg2?、K?、微量元素及磷酸鹽緩沖液，pH穩(wěn)定在6.8–7.2。唯有能分泌有機(jī)酸、質(zhì)子或磷酸酶的細(xì)菌，方可將不溶性磷轉(zhuǎn)化為可溶PO?3?，供自身同化并釋放到液相中，使原本乳白的懸濁液逐漸澄清，上清有效磷濃度上升，實(shí)現(xiàn)“溶磷”可視化與可量化。實(shí)驗(yàn)流程簡潔高效：250 mL三角瓶裝50 mL培養(yǎng)液，接入土壤或根際稀釋液，28℃、170 r/min振蕩培養(yǎng)5–7天；每24 h取樣離心，鉬銻抗比色法測定鉬藍(lán)吸光度，繪制“溶磷-時(shí)間”曲線。高效菌株72 h內(nèi)上清磷濃度可突破200 mg·L?1，pH降至4.5以下，溶磷率與酸度呈明顯負(fù)相關(guān)。若需高通量比較，可改用96深孔板，同步測定OD???與可溶性磷，計(jì)算單位生物量溶磷效率，快速鎖定優(yōu)良菌株。質(zhì)量控制要點(diǎn)：滅菌后磷酸三鈣易沉降，使用前需渦旋或磁力攪拌重懸；背景可溶磷須低于0.5 mg·L?1，避免假陽性。儲(chǔ)存過程若出現(xiàn)絮凝，多為鈣-蛋白復(fù)合物，可超聲打散，不影響活性。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。李氏放線桿菌

由于其耐輻射特性，它被泛用于研究微生物在極端環(huán)境下的生存機(jī)制。青霉屬

耐熱芽孢芽孢桿菌（Geobacillus stearothermophilus，舊稱Bacillus 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%。青霉屬