溫暖區(qū)中間根瘤菌

耐熱芽孢桿菌（Geobacillus stearothermophilus）是微生物世界的“高溫鐵人”。其更適生長溫度55–65 ℃，芽孢可耐100 ℃沸水2小時、紫外線輻照8小時仍存活，被廣用于檢驗高壓滅菌效果。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，降低膜流動性；組蛋白樣蛋白緊緊包裹DNA，防止高溫斷裂；同時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，可將淀粉液化時間縮短一半，廣用于酒精、制糖、紡織退漿，年市場需求超萬噸；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 %。其基因組已被測序，為分子生物學(xué)和生物技術(shù)研究提供了豐富的資源。溫暖區(qū)中間根瘤菌

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(jī)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(jī)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 %。綠針假單胞菌產(chǎn)金色亞種與傳統(tǒng)化學(xué)脫膠方法相比，使用浸麻類芽孢桿菌進(jìn)行生物脫膠具有明顯的優(yōu)勢。

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。基因組只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。

耐鹽魏斯氏菌（Weissella spp.）是一類革蘭氏陽性、兼性厭氧的乳酸菌，廣存在于醬油、泡菜、奶酪等高鹽發(fā)酵食品中。該菌屬成員如融合魏斯氏菌（W. confusa）、食竇魏斯氏菌（W. cibaria）和類腸膜魏斯氏菌（W. paramesenteroides）均表現(xiàn)出優(yōu)異的耐鹽性能，能在18% NaCl的高鹽環(huán)境中保持活性，其中W. paramesenteroides的耐鹽性和低溫生長能力尤為突出，成為醬醪發(fā)酵中的優(yōu)勢菌種。耐鹽魏斯氏菌不僅能適應(yīng)高滲透壓環(huán)境，還能通過合成胞外多糖（EPS）、有機(jī)酸和細(xì)菌素等代謝產(chǎn)物，賦予發(fā)酵食品獨特的風(fēng)味和質(zhì)地。例如，W. confusa的EPS產(chǎn)量可達(dá)3.34 g/L，明顯改善產(chǎn)品的乳化性和口感；W. cibaria在泡菜發(fā)酵前期可迅速提升乳酸和乙酸含量，增強(qiáng)產(chǎn)品醇香風(fēng)味。此外，部分菌株還具備抑菌、抗氧化和降膽固醇等益生特性，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等病原菌有抑制作用，并能降解甘油三酯和膽固醇，展現(xiàn)出開發(fā)為功能性益生菌的潛力。綜上所述，耐鹽魏斯氏菌憑借其高鹽適應(yīng)性、代謝多樣性和益生功能，在傳統(tǒng)發(fā)酵食品和現(xiàn)代功能性食品開發(fā)中均具有廣闊的應(yīng)用前景。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，特基拉芽孢桿菌表現(xiàn)出廣譜抑菌與促生雙重功效。

花園芽孢桿菌（Bacillus horti）更早從花園腐殖土中分離，因而得名。菌落奶白、邊緣整齊，桿狀細(xì)胞具周生鞭毛，能形成橢圓芽孢，耐堿、耐鹽、耐干燥，在pH 6–9、15–45℃范圍內(nèi)生長良好，是典型“環(huán)境通吃型”根際益生菌。一、防病降毒花園芽孢桿菌能分泌表面活性素、fengycin等環(huán)脂肽，破壞病原膜結(jié)構(gòu)，對立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達(dá)26mm；同時產(chǎn)生芳基酰胺酶，降莠定、甲磺隆等堿性除草劑，土壤殘留量7d內(nèi)下降60%，為連作障礙田“”。二、促生提質(zhì)菌株IAA產(chǎn)量25mg/L，溶磷3.2mg/L，并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇，誘導(dǎo)黃瓜、生菜根系增30%，葉綠素提高2SPAD單位；大棚試驗顯示，畝施200g菌粉可使番茄Vc增加12%，糖酸比更協(xié)調(diào)，貨架期延長4d。三、工業(yè)酶潛力其耐堿纖維素酶更適pH9、50℃，在洗衣液中仍保持80%活性，可替代化學(xué)去漬劑；低溫淀粉酶10℃下活力保留70%，為寒區(qū)洗碗粉節(jié)約能耗20%。四、未來展望借助合成生物學(xué)，將花園芽孢桿菌的降毒、促生、耐冷模塊植入枯草底盤，可構(gòu)建“一菌多效”工程菌，用于堿要害田、寒地蔬菜基地及城市綠化基質(zhì)，讓花園芽孢桿菌從“花園”走向更廣闊的大地。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%。銅綠假單胞菌綠膿桿菌

生物脫膠過程更加溫和，不會對纖維造成損傷，從而提高了纖維的質(zhì)量和強(qiáng)度。溫暖區(qū)中間根瘤菌