嗜堿芽孢桿菌(Bacillus alcalophilus)是芽孢桿菌屬的“高堿”。菌體桿狀、周生鞭毛,能在 pH 9–11 的極端堿性環(huán)境中旺盛生長,芽孢可耐 100 ℃ 沸水 30 min,是研究堿適應(yīng)與工業(yè)酶的模式菌株。一、耐堿機制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運蛋白(nhaA、nhaC)和碳酸酐酶,將胞內(nèi)多余 Na? 泵出并維持 pH 穩(wěn)態(tài);細(xì)胞壁肽聚糖富含 meso-二氨基庚二酸,膜脂分支化程度高,為高溫高堿酶表達(dá)提供穩(wěn)定平臺。二、工業(yè)酶寶庫其耐堿淀粉酶更適 pH 10、90 ℃,用于紡織退漿可省略中和步驟,節(jié)能 15 %;耐堿蛋白酶在 pH 11、40 ℃仍保持 90 % 活性,已列入無磷洗滌劑,血漬、奶漬去污力提升 30 %;耐堿木聚糖酶用于紙漿漂白,氯用量減少 30 %,降低可吸附有機鹵化物(AOX)排放。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株 AB-10 產(chǎn) IAA 15 mg·L?1,并溶磷 2.6 mg·L?1,使玉米根系增 28 %,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 30 %,堆肥周期縮短 7 d,殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。四、環(huán)境修復(fù)胞外多糖能吸附 Cd2?、Pb2?,吸附量分別達(dá) 50 mg·g?1 與 35 mg·g?1;在 pH 9 的蘇打鹽堿土中定殖后,水稻產(chǎn)量增加 10 %,土壤交換性鈉下降 15 %。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。類阿達(dá)青霉
擴散芽孢桿菌(Bacillus diffusus)是芽孢桿菌屬里的“運動健將”。菌體桿狀、周生鞭毛,在瓊脂表面可形成迅速擴展的薄膜狀菌落,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、廣譜抑菌擴散芽孢桿菌產(chǎn)生diffusin脂肽,對番茄青枯、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,可作為鉆井泥漿降濾失劑,耐鹽達(dá)12 %。生靛鏈霉菌帶小棒鏈霉菌進(jìn)化軌跡:基因演變歲月綿,形態(tài)功能更迭連,進(jìn)化歷程尋根淵,生命故事永流傳。

檸檬色明串珠菌(Leuconostoc citreum)是明串珠菌屬的一種革蘭氏陽性、兼性厭氧的球形乳酸菌,廣存在于泡菜、奶酪、黑麥蜜露等天然發(fā)酵環(huán)境中。該菌在MRS培養(yǎng)基上形成白色、濕潤、圓形小菌落,細(xì)胞呈卵圓形或球形,常以珠狀連接排列,不產(chǎn)芽孢,無運動性。檸檬色明串珠菌具有較強的糖類發(fā)酵能力,可利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖等產(chǎn)酸產(chǎn)氣,發(fā)酵過程中生成乳酸、乙酸及雙乙酰等風(fēng)味物質(zhì),是泡菜和奶酪發(fā)酵中的重要功能菌之一。其代謝產(chǎn)物不僅能降低環(huán)境pH值,抑制有害菌生長,還能賦予發(fā)酵食品特有的香氣和口感,常用于泡菜釀造和干酪輔發(fā)酵劑的開發(fā)。此外,檸檬色明串珠菌對萬古霉素天然耐藥,但在免疫正常人群中致病性較低,主要沾染低下者,偶可引起呼吸道沾染等機會性沾染,臨床報道較少,上需根據(jù)藥敏結(jié)果選用氨基糖苷類或四環(huán)素類藥物。綜上所述,檸檬色明串珠菌作為一種具有工業(yè)應(yīng)用潛力的乳酸菌,在食品發(fā)酵領(lǐng)域展現(xiàn)出良好前景,但在應(yīng)用過程中仍需關(guān)注其耐藥性和安全性評估。
煙酸芽孢桿菌(Bacillus niacini)是芽孢桿菌屬里的“維生素工匠”。20 世紀(jì) 90 年代由日本科學(xué)家在腐殖土中分離,因其能利用煙酸(維生素 B?)為碳氮源生長而得名。菌體桿狀、周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,耐堿、耐干燥,更適 pH 8–9、溫度 30–37 ℃,在貧瘠土壤里依然繁殖迅速。首要本領(lǐng)是“分解頑固”。基因組編碼煙酸脫氫酶、6-羥基煙酸加氧酶等關(guān)鍵基因,可把腐殖質(zhì)中的吡啶環(huán)打開,生成甲酸、酸和 NH?,既為自身供能,也為周圍微生物提供“開胃小菜”。在堆肥試驗中,接種 10? CFU/g 使稻草腐殖化度提高 25 %,堆體溫度 48 h 升至 65 ℃,纖維素降解率增加 30 %,堆肥周期縮短 7 天。第二技能是“促生抗逆”。菌株 IAEA 能分泌 IAA 12 mg/L,并溶出有機磷 2.8 mg/L,玉米根系增 28 %,葉綠素提高 1.8 SPAD;同時產(chǎn)生環(huán)脂肽,對番茄青枯、黃瓜枯萎抑菌帶寬達(dá) 24 mm,溫室防病效果 58 %,與多菌靈相當(dāng)。工業(yè)端,煙酸芽孢桿菌是“綠色催化劑”。其煙酸酶可將煙酸一步轉(zhuǎn)化為 6-羥基煙酸,用于合成降壓藥尼群地平,底物轉(zhuǎn)化率 98 %,比化學(xué)路線減少三廢 70 %;耐熱淀粉酶在 60 ℃仍保持 85 % 活性,已用于洗滌劑,節(jié)能 20 %。木糖氧化無色桿菌pH 適應(yīng)性特點:酸堿耐受較寬,質(zhì)子轉(zhuǎn)運關(guān)鍵,平衡調(diào)節(jié)靈敏,適應(yīng)多樣酸堿之環(huán)境。

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,更適25–30℃;芽孢橢圓、中生,可耐干燥、耐紫外,貨架期長,為制劑化提供質(zhì)量材料。其名字里的“解糖”源于強大的胞外酶系: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”,成為低溫堆肥、海藻殘渣降解的先鋒。更難得的是它“抑菌+保水”雙技能。平板對峙試驗顯示,對黃瓜尖孢鐮刀菌、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%,其中對黃瓜枯萎病原抑菌帶寬達(dá)8mm,抑制率80%以上。機理在于分泌環(huán)脂肽和胞外多糖:多糖成膜后降低葉片水分散失,同時吸附Pb2?、Cd2?、Cu2?,1h內(nèi)對鉛吸附量可達(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、有機質(zhì)20–40%的“復(fù)合微生物海藻肥料”。大田試驗中,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7天,產(chǎn)量提高18%。強壯類芽孢桿菌的應(yīng)用前景廣闊,隨著研究的深入,其在更多領(lǐng)域的潛力將被進(jìn)一步挖掘。特臘帕尼鹽紅菌
產(chǎn)氣腸桿菌為兩端鈍圓、能運動、無芽孢的革蘭氏陰性桿菌,常見于小腸下部的溫血生物 。類阿達(dá)青霉
巴基斯坦賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus pakistanensis)是2009年從巴基斯坦干旱區(qū)大豆根際分離的新種,因肽聚糖含meso-二氨基庚二酸而非賴氨酸,在屬內(nèi)獨樹一幟。菌體革蘭氏陽性、具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,能在10–28℃、pH6.5–9.0及0–6%NaCl范圍內(nèi)生長,并耐受150mM硼酸,被視為“中度耐硼”的旱地先鋒。在抗逆機制上,該菌細(xì)胞膜以二磷脂酰甘油、磷酸乙醇胺為主,脂肪酸iso-C18:0占30%,賦予其高膜穩(wěn)定性;基因組G+C含量37%,攜帶多重外排泵與滲透調(diào)節(jié)基因,可在干旱、鹽堿環(huán)境中維持胞內(nèi)水平衡。功能層面,巴基斯坦賴氨酸芽孢桿菌表現(xiàn)出“促生-抗病-解”三合一特性。實驗室條件下,其IAA產(chǎn)量達(dá)118mg/L,明顯高于同屬菌株,可刺激小麥根長增加35%,干重提高28%;菌液處理后,花生根結(jié)線蟲侵染率下降42%,對南方根結(jié)線蟲卵孵化抑制率超60%,為線蟲綠色防控提供新選擇。此外,該菌對革蘭氏陰性植物病原菌具有明顯抑菌圈,代謝產(chǎn)物中的酶抑制劑可干擾細(xì)菌雙功能酶系統(tǒng),相關(guān)菌機制仍在持續(xù)解析。類阿達(dá)青霉