伊茲梅爾鹽紅菌

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%。它能夠產(chǎn)生多種酶，如蛋白酶和纖維素酶，這些酶在食品加工和生物燃料生產(chǎn)中具有潛在用途。伊茲梅爾鹽紅菌

異常嗜冷芽孢桿菌（Bacillus psychrodurans）是芽孢桿菌屬的“極地移民”。標(biāo)準(zhǔn)菌株能在-2 ℃緩慢增殖，更適生長(zhǎng)溫度只15 ℃，比較高不超過(guò)30 ℃；芽孢可耐受-20 ℃反復(fù)凍融，是研究低溫適應(yīng)的模式菌之一。其細(xì)胞膜富含短鏈與支鏈脂肪酸，冷休克蛋白Csp持續(xù)表達(dá)，使核糖體和RNA在冰水中仍保持活性，為“零度工廠”提供分子基礎(chǔ)。在農(nóng)業(yè)端，菌株L-4可分泌IAA 18 mg·L?1并溶出有機(jī)磷2.3 mg·L?1，4 ℃下仍使冬小麥根長(zhǎng)增加25 %，返青期提前5天，分蘗數(shù)提高一成，相當(dāng)于給作物披上“生物羽絨服”。工業(yè)方面，它的耐冷蛋白酶已在洗滌劑中試用，10 ℃洗衣去污力提升30 %，節(jié)能20 %；低溫淀粉酶可將糖化溫度由60 ℃降至35 ℃，為寒區(qū)酒精發(fā)酵節(jié)約大量蒸汽。環(huán)境修復(fù)更彰顯其“冰雪技能”。菌株ANT-1在-5 ℃、10 %鹽度下60天降解柴油60 %，為極地溢油、寒區(qū)輸油管線泄漏提供原位生物修復(fù)方案；與冰藻共培養(yǎng)時(shí)，還能吸附Cd2?、Pb2?，吸附量分別達(dá)50 mg·g?1和35 mg·g?1，讓重金屬在冰層中被“凍結(jié)”并隨菌體沉降。未來(lái)，借助合成生物學(xué)，把異常嗜冷芽孢桿菌的“冷酶+冷激”模塊植入生產(chǎn)底盤，有望實(shí)現(xiàn)“零加熱”生物制造，讓微生物在冰水里也能為人類催化高值反應(yīng)。副干酪乳桿菌 B21060這些功能對(duì)于理解和改善全球溫室氣體排放具有重要意義，也為制定環(huán)境保護(hù)策略提供了科學(xué)依據(jù)。

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(zhǎng)、無(wú)芽孢、不運(yùn)動(dòng)，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(duì)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(shí)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(shí)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(dòng)物試驗(yàn)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(guò)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(shì)，正成為植物發(fā)酵飲品的下一代關(guān)鍵菌株。

PS培養(yǎng)基（Peptococcus Broth），又名消化球菌肉湯，是專為厭氧革蘭陽(yáng)性球菌——消化球菌屬（Peptococcus）及消化鏈球菌（Peptostreptococcus）等嚴(yán)苛厭氧菌設(shè)計(jì)的富營(yíng)養(yǎng)液體培養(yǎng)基。關(guān)鍵配方含胰酪蛋白胨15 g、酵母粉5 g、葡萄糖5 g、L-半胱氨酸0.5 g、NaCl 5 g，補(bǔ)水至1 L，pH 7.2±0.1。L-半胱氨酸兼具還原與硫源，可瞬間降低氧化還原電位至-200 mV，無(wú)需額外預(yù)還原，即開即用；葡萄糖提供可發(fā)酵碳源，使菌體在6 h內(nèi)進(jìn)入對(duì)數(shù)期，12 h活菌數(shù)可達(dá)10? CFU/mL，滿足快速擴(kuò)增需求。臨床檢驗(yàn)中，PS培養(yǎng)基常被用于厭氧菌血培養(yǎng)增菌：將5 mL靜脈血直接注入含PS的真空厭氧瓶，35℃靜置培養(yǎng)48 h，若瓶底出現(xiàn)絮狀沉淀、培養(yǎng)液混濁并伴酸臭，即提示可能存在消化球菌或厭氧鏈球菌沾染；結(jié)合MALDI-TOF質(zhì)譜，可在72 h內(nèi)完成種水平鑒定，比傳統(tǒng)厭氧平板法縮短2天?？蒲蓄I(lǐng)域，PS肉湯亦是研究厭氧菌鐵代謝、短鏈脂肪酸產(chǎn)量的優(yōu)先平臺(tái)：只需在基礎(chǔ)液中去除葡萄糖，換用可溶性淀粉或乳酸鈉，即可考察不同碳源對(duì)丁酸、己酸合成路徑的影響；若添加0.1 %血紅素，更能啟動(dòng)厭氧呼吸鏈，使細(xì)胞干重提升30%。質(zhì)量控制方面，PS培養(yǎng)基滅菌后應(yīng)呈淺黃色透明，若氧化變粉，需棄用。奇異水螺菌還被用于生物防治，其產(chǎn)生的物質(zhì)可以抑制一些植物病原菌的生長(zhǎng)，從而減少農(nóng)藥的使用。

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(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。浸麻類芽孢桿菌（Bacillus rettgeri）作為一種特殊的微生物，為這一課題提供了極具潛力的解決方案。野甘草擬盤多毛孢

收獲后根瘤脫落，礦化釋氮，后茬玉米吸氮量提15%，土壤硝態(tài)淋失降四成，地下水不再喊“又咸又綠”。伊茲梅爾鹽紅菌

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(zhǎng)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)嗔眩煌瑫r(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(chǎng)需求超萬(wàn)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%。伊茲梅爾鹽紅菌