紡錘形賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus fusiformis)是土壤里的“多面小鋼炮”。菌體直桿、常成鏈排列,革蘭氏陽性,周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,耐干燥、耐酸堿,正面黃色、濕潤小菌落,易挑取,是實驗室常見模式菌株。一、綠色防控菌株CGMCC No.28950對南方根結(jié)線蟲防效突出,盆栽試驗蟲口密度降70 %;同步產(chǎn)蛋白酶、幾丁質(zhì)酶,破壞蟲卵壁,為蔬菜連作障礙提供化學(xué)殺線劑的替代方案。二、促生提質(zhì)該菌溶磷量達(dá)277 mg kg?1,解鉀能力明顯,可分泌IAA,使玉米、番茄根系增30 %,吸磷量提棚試驗每畝滴灌200 g菌粉,番茄Vc含量提高12 %,糖酸比更協(xié)調(diào),貨架期延長5天。三、環(huán)境修復(fù)貴州大學(xué)團(tuán)隊利用菌株GZU-Lys01轉(zhuǎn)化煤矸石中難溶磷鉀為植物可吸收養(yǎng)分,制備微生物肥料;還能礦化固定垃圾焚燒底灰和尾礦中的Cd、Pb,吸附量分別達(dá)50 mg g?1與35 mg g?1,為礦區(qū)復(fù)墾提供低成本方案。四、工業(yè)酶潛力該菌產(chǎn)果膠酶活性高,可在25 ℃、pH 8條件下水解果膠,為果汁澄清、麻類脫膠提供低溫酶源;耐堿蛋白酶已在洗滌劑中試用,10 ℃下去污力提升30 %,節(jié)能20 %。牙齦蛋白酶(Gingipains)是牙齦卟啉單胞菌在細(xì)胞內(nèi)合成并分泌到細(xì)胞外的一種胰蛋白酶樣半胱氨酸蛋白酶。疣孢馬杜拉放線菌
玉米乳桿菌(Lactobacillus zeae)是乳桿菌屬中一顆“低調(diào)卻高效”的新星,更早從傳統(tǒng)發(fā)酵玉米漿中分離得名。菌體細(xì)長、無芽孢、不運(yùn)動,兼性厭氧,更適溫度35~40℃,可在pH 3.8的酸環(huán)境中存活,耐膽鹽0.3%,但對氧敏感,需借助玉米基質(zhì)中的還原力維持活性?;蚪M只2.0 Mb,卻攜帶完整的磷酸酮醇酶與雙歧途徑,能同步發(fā)酵葡萄糖、蔗糖和玉米特有的棉子糖,產(chǎn)乳酸量可達(dá)18 g/L,同時分泌少量乙酸和乙醇,賦予發(fā)酵液清爽微酸的風(fēng)味。在工業(yè)應(yīng)用上,玉米乳桿菌是“玉米黃金”的關(guān)鍵釀造者。將其與釀酒酵母共培養(yǎng),可將玉米漿在24小時內(nèi)酸化至pH 3.9,抑制雜菌,提升原料利用率12%;其胞外多糖還能增加飲料黏度,減少增稠劑添加。動物試驗顯示,日糧添加10? CFU/g玉米乳桿菌,可使斷奶仔豬平均日增重提高9.3%,腹瀉率下降42%,并通過上調(diào)緊密連接蛋白Claudin-1,增強(qiáng)空腸屏障功能。更引人注目的是,該菌能合成玉米黃素(zeaxanthin)前體,為功能性食品提供天然護(hù)眼成分。隨著非乳基益生菌需求激增,玉米乳桿菌憑借“源自玉米、用于玉米”的閉環(huán)優(yōu)勢,正成為植物發(fā)酵飲品的下一代關(guān)鍵菌株。犁形卷枝霉枯草芽孢桿菌芽孢形成:特定環(huán)境觸發(fā),芽孢外衣構(gòu)建,休眠體抗逆強(qiáng),遇適宜再萌發(fā)。

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(jī)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(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,對后期倒伏有明顯緩解作用。
嗜碳芽孢桿菌(Bacillus carboniphilus)是芽孢桿菌屬里少見的“高碳”。菌體桿狀、革蘭氏陽性,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,因而得名“碳愛好者”。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。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。

無機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)基(Inorganic Phosphorus Bacteria Medium)是專門用于篩選、計數(shù)和驗證具有“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。它以甲醇、甲胺等一碳化合物為主食,卻能把這些常被忽視的小分子變成高值產(chǎn)物。球形芽孢桿菌
產(chǎn)氣腸桿菌發(fā)酵葡萄糖,不發(fā)酵乳糖,TSI(三糖鐵瓊脂)為K/A型,動力陽性,H2S試驗強(qiáng)陽性,脲酶試驗陰性。疣孢馬杜拉放線菌
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(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。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。疣孢馬杜拉放線菌