嗜鹽海桿狀菌

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，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“式”產(chǎn)酸爆發(fā)，短時間內(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，對李斯特菌、金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽性食源性致病菌具有窄譜殺傷，卻對自身及泡菜關(guān)鍵菌株無害，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即自動休眠，既保留抑菌特長，又避免過度產(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“基因開關(guān)”。小小沙福芽孢桿菌，用微米之軀守護(hù)綠色豐收，讓農(nóng)藥瓶少一個，飯碗多一粒。嗜鹽海桿狀菌

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(yàn)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。韓國叢毛單胞菌功能層面，巴基斯坦賴氨酸芽孢桿菌表現(xiàn)出“促生-抗病-解決”三合一特性。

甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌是土壤里的“碳鏈煉金師”。它以甲醇、甲胺等一碳化合物為主食，卻能把這些常被忽視的小分子變成高值產(chǎn)物。菌體在含甲醇的培養(yǎng)基中迅速萌發(fā)，分泌甲醇脫氫酶，將有毒的甲醇先氧化為甲醛，再經(jīng)RuMP循環(huán)固定為果糖-6-磷酸，既獲得能量，又合成自身所需碳骨架。整套反應(yīng)在pH 7、30℃下效率比較高，甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)理論值的92%，遠(yuǎn)高于化學(xué)催化。更難得的是，它同時是一株“生物兵工廠”。在利用甲醇的同時，甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌能合成表面活性素、泛革素等脂肽，對黃瓜枯萎、辣椒疫霉、番茄青枯的抑菌帶寬達(dá)25-30毫米；其揮發(fā)性的3-甲基-1-丁醇、2-甲基吡嗪可誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性，使棉花黃萎病指下降40%。田間試驗(yàn)表明，每畝用200克菌粉滴灌，玉米根際甲醇天然濃度降低60%，植株葉綠素提高1.5個SPAD單位，產(chǎn)量增加8%，且農(nóng)藥使用量減少三成。工業(yè)端，科研團(tuán)隊(duì)把聚-γ-谷氨酸合成酶基因?qū)爰谆鶢I養(yǎng)型芽孢桿菌，使其在消耗甲醇的同時產(chǎn)出高黏度γ-PGA，可作為保水劑、絮凝劑或醫(yī)用敷料；5噸罐分批發(fā)酵，γ-PGA產(chǎn)量達(dá)25 g/L，成本比傳統(tǒng)谷氨酸發(fā)酵低20%。此外，其芽孢可耐沸水煮15分鐘、紫外照射兩小時，噴霧干燥存活率超過90%，為大規(guī)模制劑化提供了便利。

威氏芽孢桿菌是土壤里低調(diào)的“多面手”。它先以桿狀活菌在根際游弋，一遇干旱、高溫便迅速縮成厚壁芽孢，可耐沸水煮十分鐘、紫外曝曬兩小時，仍能在十年后遇水萌發(fā)。植保學(xué)家把它當(dāng)“殺菌劑”：芽孢復(fù)蘇后分泌表面活性素、伊枯草菌素，像微型剪刀刺破病原菌膜，對白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成；同時誘導(dǎo)植物開啟系統(tǒng)抗性，番茄未染病就先“武裝”葉片。溫室試驗(yàn)顯示，每畝用兩百克菌粉拌基質(zhì)，黃瓜枯萎率降四成，農(nóng)藥少打一半，果實(shí)仍青亮。更妙的是，它能分解有機(jī)磷長鏈，釋放正磷酸供作物吸收，相當(dāng)于給土壤配了“微肥”。東北大豆連作田因它緩解“磷饑餓”，畝產(chǎn)增8%。如今，生物公司以玉米漿發(fā)酵罐培養(yǎng)，把芽孢制成可濕性粉劑，拌種、滴灌皆宜，保質(zhì)期兩年，運(yùn)輸不必冷鏈?？茖W(xué)家還在其基因組里插入耐鹽基因，讓它在西北鹽堿地也能萌發(fā)，為棄荒灘涂奪回糧田。小小威氏芽孢桿菌，用微米之軀守護(hù)綠色豐收，讓農(nóng)藥瓶少一個，飯碗多一粒。解硫胺素類芽孢桿菌屬于芽孢桿菌屬，是一種革蘭氏陽性菌。

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，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，中國團(tuán)隊(duì)從鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2（保藏號 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，對后期倒伏有明顯緩解作用。其獨(dú)特的代謝能力使其在降解有機(jī)污染物方面表現(xiàn)出色，成為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。灰孔新小層孔菌

其揮發(fā)性的3-甲基-1-丁醇、2-甲基吡嗪可誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性，使棉花黃萎病指下降40%。嗜鹽海桿狀菌

死谷芽孢桿菌，名字聽來荒涼，卻是沙漠表層更耐命的“綠洲工匠”。它更初在美國死谷鹽殼下被分離，能在55℃、鹽濃度15%的“鹵水”里悠然萌發(fā)，芽孢外壁含特殊酸性肽聚糖，像給細(xì)胞穿陶瓷甲，紫外線、干燥、氧化齊攻亦難破。農(nóng)業(yè)學(xué)家把它請進(jìn)西北鹽堿地，菌體復(fù)蘇后分泌環(huán)脂肽，既松解板結(jié)土粒，又搶占根際生態(tài)位，抑制鐮刀菌、絲核菌，使向日葵爛根率降四成；同時釋放胞外多糖，裹住鈉離子，降低植物鹽分脅迫，畝產(chǎn)油脂提高一成。更妙的是，它能將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為有效磷，相當(dāng)于自帶“微肥”?？蒲袌F(tuán)隊(duì)用玉米漿發(fā)酵，把芽孢制成黑色粉劑，滴灌進(jìn)新疆棉田，三年下來，土壤氯鹽下降15%，棉花出苗率升兩成，農(nóng)藥減施三成。如今，科學(xué)家正給它插入耐旱基因，希望讓戈壁也長出稻浪。小小死谷芽孢桿菌，用微觀之軀喚醒沉睡的鹽堿，為人類奪回被鹽分侵占的耕地，讓荒涼名不副實(shí)，讓沃野重獲新生。嗜鹽海桿狀菌