在微生物的“軍團(tuán)”里,蕈狀芽孢桿菌(Bacillus mycoides)可謂形貌更奇特的一位。它在固體培養(yǎng)基上排成絲狀、螺旋狀或放射狀菌落,遠(yuǎn)望如微縮蘑菇菌絲,因而得名“蕈狀”。別看外形“文藝”,其功能卻硬核:耐旱、耐鹽、產(chǎn)酶、抑菌、促生,堪稱(chēng)土壤里的“多面手”。一、形態(tài)即名片蕈狀芽孢桿菌為革蘭氏陽(yáng)性大桿菌,周生鞭毛,可形成橢圓芽孢。更獨(dú)特的是它的“集體運(yùn)動(dòng)”能力——細(xì)胞通過(guò)側(cè)向滑動(dòng),在瓊脂表面形成美麗而規(guī)則的“蕨葉”或“螺旋”圖案,這一自組織現(xiàn)象已被用作生物物理研究模型。二、生態(tài)功能抑病:菌體分泌表面活性素、fengycin 等環(huán)脂肽,可破壞病原菌膜,對(duì)立枯絲核菌、鐮刀菌抑菌帶寬達(dá) 25 mm。促生:產(chǎn) IAA 25 mg·L?1,溶有機(jī)磷 3.1 mg·L?1,小麥根系增 30 %,吸磷量提 20 %??鼓妫喊舛嗵俏?Na?,在 8 % 鹽濃度下仍正常生長(zhǎng);芽孢耐干燥 6 個(gè)月,適合西北旱區(qū)應(yīng)用。三、田間表現(xiàn)山東大棚番茄試驗(yàn),每畝溝施 10? CFU·g?1 菌粉 200 g,灰霉病指下降 42 %,產(chǎn)量增 12 %,維生素 C 提高 8 %;寧夏鹽堿地滴灌,可使水稻根際 pH 降 0.4,全鹽下降 15 %,增產(chǎn) 9 %。強(qiáng)壯類(lèi)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。指甲絨隱球酵母
檸檬色明串珠菌(Leuconostoc citreum)是明串珠菌屬的一種革蘭氏陽(yáng)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(rùn)、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(wú)運(yùn)動(dòng)性。檸檬色明串珠菌具有較強(qiáng)的糖類(lèi)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(guò)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(zhǎng),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(kāi)發(fā)。此外,檸檬色明串珠菌對(duì)萬(wàn)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(jī)會(huì)性沾染,臨床報(bào)道較少,上需根據(jù)藥敏結(jié)果選用氨基糖苷類(lèi)或四環(huán)素類(lèi)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(guò)程中仍需關(guān)注其耐藥性和安全性評(píng)估。白色庫(kù)茨涅爾氏菌它能夠耐受高劑量的輻射,這使其在研究微生物的輻射抗性和DNA修復(fù)機(jī)制方面具有重要價(jià)值。

譎詐明串珠菌(Leuconostoc fallax)是明串珠菌屬中“貌善心狠”的。菌落乳白、表面光滑,細(xì)胞球形成對(duì),發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣,看似溫順,卻能在泡菜前期迅速增殖,借“糖衣”胞外多糖包裹自己,欺騙宿主免疫系統(tǒng),故得“譎詐”之名?;蚪M分析揭示,它攜帶一套罕見(jiàn)的寡肽轉(zhuǎn)運(yùn)與組氨酸激酶雙組分系統(tǒng),可感知滲透壓與酸度變化,一旦環(huán)境pH降至4.0以下,便啟動(dòng)“式”產(chǎn)酸爆發(fā),短時(shí)間內(nèi)釋放大量乳酸與乙酸,排擠同壇的乳酸菌盟友,獨(dú)占發(fā)酵主導(dǎo)權(quán)。更“狡黠”的是,該菌能分泌一種細(xì)菌素Fallaxin,對(duì)李斯特菌、金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽(yáng)性食源性致病菌具有窄譜殺傷,卻對(duì)自身及泡菜關(guān)鍵菌株無(wú)害,借此在微生態(tài)博弈中“借刀殺人”。然而,其高活性胞外多糖合成酶在低溫(4℃)仍持續(xù)表達(dá),導(dǎo)致泡菜后熟期口感發(fā)黏,被食品工程師視為“品質(zhì)陷阱”。研究嘗試通過(guò)CRISPR敲除其負(fù)調(diào)控基因rex,使譎詐明串珠菌在pH 3.8即自動(dòng)休眠,既保留抑菌特長(zhǎng),又避免過(guò)度產(chǎn)黏,為精細(xì)控制傳統(tǒng)發(fā)酵蔬菜的微生態(tài)提供了一把“基因開(kāi)關(guān)”。
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 %。它屬于水螺菌屬,是一種革蘭氏陰性菌,泛存在于自然環(huán)境中。

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(zhǎng),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(guó)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。與傳統(tǒng)化學(xué)脫膠方法相比,使用浸麻類(lèi)芽孢桿菌進(jìn)行生物脫膠具有明顯的優(yōu)勢(shì)。嗜鹽擬諾卡氏菌
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。指甲絨隱球酵母
侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠,直徑不過(guò)微米,卻能把天空搬上餐桌。當(dāng)春雨浸潤(rùn),休眠的它隨水流游向豆科稚嫩的根毛,像機(jī)敏的牧羊犬識(shí)別前列聲啼哭。雙方以化學(xué)密語(yǔ)互通:根分泌類(lèi)黃酮,菌回贈(zèng)Nod因子,根毛收到暗號(hào)立刻蜷曲內(nèi)陷,把菌請(qǐng)進(jìn)“客廳”,并發(fā)出指令讓皮層細(xì)胞分裂,幾天便鼓出粉白瘤狀“育嬰室”。瘤內(nèi)氧氣被植物合成的血紅蛋白調(diào)到恰好,菌體也變形為膨大“類(lèi)菌體”,固氮酶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn),把空氣中占七成卻極穩(wěn)定的N?裂成NH?,再經(jīng)谷氨酰胺合成酶轉(zhuǎn)化為氨基酸,沿維管束晝夜輸送給宿主,自己只留一口碳糖作為“房租”。溫室示蹤顯示,一畝接種的春豌豆可少施18公斤尿素,籽粒蛋白卻增3.6%,相當(dāng)于多收兩袋奶粉;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”。在西南山區(qū),農(nóng)民把菌劑與草木灰拌種,坡地扁豆畝產(chǎn)翻半,省錢(qián)買(mǎi)化肥,村里小學(xué)因此添了圖書(shū)角。更妙的是,菌渣富含多糖,能把沙粒粘成團(tuán)粒,三年后板結(jié)田的孔隙度增加一成,蚯蚓回歸,雨后不再硬如磚。如今生物公司把菌液封裝成鋁箔袋,春耕拌種即可,比化肥便宜三成,比糞肥干凈百倍。指甲絨隱球酵母