斯氏假單胞菌

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?。壕w分泌表面活性素、fengycin 等環(huán)脂肽，可破壞病原菌膜，對立枯絲核菌、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；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 %。土白蟻叢毛單胞菌牙齦蛋白酶（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。

德氏乳桿菌德氏亞種（Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii）是乳酸菌家族中更早被分離命名的“元老”之一，1901年即進(jìn)入科學(xué)視野。菌體短桿、無芽孢、不運(yùn)動(dòng)，專性發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)乳酸，更適生長溫度42～45℃，可在pH 3.5的酸環(huán)境中存活，耐高溫卻畏冷，4℃即停止繁殖?；蚪M只1.8 Mb，代謝途徑精簡，卻擁有完整的乳酸脫氫酶與寡肽轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，使其在蛋白質(zhì)豐富的基質(zhì)中快速產(chǎn)酸，抑制菌。工業(yè)上，它是酸奶、瑞士奶酪與保加利亞傳統(tǒng)發(fā)酵乳的關(guān)鍵菌種，與嗜熱鏈球菌協(xié)同可將牛乳在3小時(shí)內(nèi)酸化至pH 4.2，形成細(xì)膩凝乳與特征性乙醛風(fēng)味；同時(shí)分泌胞外多糖，賦予產(chǎn)品順滑口感并延緩后酸化。近年研究還發(fā)現(xiàn)，其表面蛋白SlpA能黏附腸道上皮，誘導(dǎo)IL-10分泌，緩解小鼠結(jié)腸炎；熱滅活菌體亦可通過啟動(dòng)樹突細(xì)胞TLR2信號(hào)，增強(qiáng)腸道IgA應(yīng)答，兼具益生與免疫調(diào)節(jié)潛力。隨著合成生物學(xué)興起，德氏乳桿菌德氏亞種被工程化改造為“活藥工廠”，可在腸道內(nèi)持續(xù)釋放胰島素樣肽或白細(xì)胞介素，為糖尿病與炎癥性腸病提供新型微生態(tài)治療方案。

吉氏芽孢桿菌（Bacillus gibsonii）是芽孢桿菌屬中“耐熱兼耐堿”的新銳成員，2004年由德國學(xué)者從堆肥超溫區(qū)分離，命名源自菌種保藏家 Gibson 的姓氏。菌株呈桿狀、革蘭氏陽性，可形成橢圓芽孢，只適生長溫度 50–55 ℃，pH 8.5–9.5，能在 10 % Na?CO? 和 1 % 過氧化氫條件下存活，被視作“堿性酶工廠”的理想候選。一、耐熱耐堿機(jī)制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（nhaA、nhaC）與碳酸酐酶，可將胞內(nèi)多余 Na? 排出并維持 pH 穩(wěn)態(tài)；芽孢富含鈣-吡啶二羧酸復(fù)合物，賦予其 100 ℃、30 min 的耐熱能力，為高溫高堿工業(yè)環(huán)境提供穩(wěn)定催化劑。二、工業(yè)酶寶庫其耐堿普魯蘭酶只適 pH 9、70 ℃，可高效切割 α-1,6 糖苷鍵，用于淀粉糖化“一步法”，節(jié)省中和酸用量 20 %；耐堿木聚糖酶在 pH 10、65 ℃仍保持 85 % 活性，已用于紙漿漂白，減少氯用量 30 %，降低 AOX 排放；堿性蛋白酶則在 40 ℃、pH 11 條件下對血漬、奶漬去污力提升 35 %，為無磷洗滌劑增添綠色助劑。三、農(nóng)業(yè)與環(huán)境菌株 TP-1 可產(chǎn) IAA 12 mg·L?1 并溶磷 2.8 mg·L?1，使玉米根系增 25 %，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 28 %，堆肥周期縮短 6 d，殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。因其安全無殘留，我國年產(chǎn)量已達(dá)3.5萬噸，覆蓋333萬公頃農(nóng)田，成為用量大的微生物殺蟲劑 。

假堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌（Bacillus pseudofirmus）是芽孢桿菌屬中“外柔內(nèi)剛”的。菌落潔白、邊緣整齊，桿狀細(xì)胞可形成橢圓芽孢，且具周身鞭毛，能運(yùn)動(dòng)；它耐堿、耐鹽、耐干燥，可在pH 9–11、8 % NaCl的極端環(huán)境中旺盛生長，故得名“假堅(jiān)強(qiáng)”。首要本領(lǐng)是“生物降堿”。菌株OF4從肯尼亞鹽堿湖分離，基因組攜帶多拷貝Na?/H?逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，可在高鹽高堿條件下維持胞內(nèi)pH 7.5，同時(shí)分泌蘋果酸、乳酸等有機(jī)酸，2 d內(nèi)將周圍pH由10降至8，為后定植作物營造“微酸綠洲”。盆栽試驗(yàn)中，用10? CFU/g菌液拌土，堿蓬根際交換性鈉下降35 %，燕麥出苗率提高50 %，產(chǎn)量增加18 %。第二板斧是“防病促生”。菌株BRCB16可產(chǎn)生環(huán)脂肽與幾丁質(zhì)酶，抑制番茄立枯、棉花黃萎等病原菌，抑菌帶寬達(dá)25 mm；同時(shí)分泌IAA 15 mg/L，誘導(dǎo)玉米側(cè)根增加30 %，吸磷量提升20 %。新疆鹽堿棉田每畝滴灌200 g菌粉，黃萎病指降低42 %，皮棉增產(chǎn)8.6 %。工業(yè)端，假堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌是“堿性酶工廠”。其耐堿木聚糖酶更適pH 10，90 ℃半衰期2 h，用于紙漿漂白可減少氯用量30 %；耐堿蛋白酶已列入洗滌劑助劑，低溫下仍能有效分解血漬、奶漬，節(jié)能20 %。這種細(xì)菌的獨(dú)特特性使其成為解決復(fù)雜環(huán)境和生物技術(shù)問題的有力候選者。鐮孢復(fù)膜孢酵母

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)。斯氏假單胞菌

異常嗜冷芽孢桿菌（Bacillus psychrodurans）是芽孢桿菌家族里的“極地居民”。它可在?2 ℃緩慢生長，更適溫度只15 ℃，比較高不超過30 ℃，卻能在南極凍土、深海沉積物中形成橢圓芽孢，耐?20 ℃冷凍和反復(fù)凍融，被視作研究低溫適應(yīng)的模式菌之一。其“耐寒密碼”有三重：細(xì)胞膜富含支鏈和短鏈脂肪酸，保持流動(dòng)性；冷休克蛋白Csp與RNA伴侶協(xié)同，防止核酸二級結(jié)構(gòu)凍結(jié)；兼產(chǎn)低溫活性酶，在4 ℃仍具80 %活力，為冬季生物過程提供催化可能。在農(nóng)業(yè)上，菌株L-4分泌IAA 18 mg·L?1并溶磷2.3 mg·L?1，4 ℃下仍使冬小麥根長增25 %，返青期提前5天，分蘗數(shù)提高一成，相當(dāng)于給作物“穿”上生物羽絨服。工業(yè)端，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 ℃，為冬季酒精發(fā)酵省蒸汽、減碳排。環(huán)境修復(fù)方面，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)輸油管泄漏提供原位生物修復(fù)方案。未來，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)菌，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價(jià)值反應(yīng)。小小嗜冷芽孢桿菌，用極端低溫下的生存智慧，把寒冷轉(zhuǎn)化為綠色科技的新動(dòng)能。斯氏假單胞菌