膠紅酵母

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(pán)，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(lèi)催化高值反應(yīng)。解硫胺素類(lèi)芽孢桿菌還具有生物轉(zhuǎn)化能力，能夠?qū)⒁恍?fù)雜的有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為更有價(jià)值的產(chǎn)物。膠紅酵母

嗜氣芽孢桿菌（Bacillus aerophilus）是芽孢桿菌屬里的“氧氣狂熱者”，2004年隨以色列高空氣球首先被分離，可在0.8–21 % O?范圍內(nèi)旺盛生長(zhǎng)，更適氧分壓高于普通土壤芽孢桿菌2倍，故得名“嗜氣”。其菌落呈乳白色、邊緣卷發(fā)狀，革蘭氏陽(yáng)性，具周生鞭毛，能形成橢圓芽孢，耐紫外、耐干燥，貨架期長(zhǎng)達(dá)3年，為制劑化提供質(zhì)量載體。在土壤復(fù)蘇后，嗜氣芽孢桿菌迅速啟動(dòng)“三效機(jī)制”：①分泌吲哚乙酸（IAA）25 mg/L，刺激玉米、番茄根系增長(zhǎng)30 %；②產(chǎn)蛋白酶、纖維素酶，分解作物殘?bào)w，釋放養(yǎng)分；③合成表面活性素、fengycin，對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉抑菌帶寬達(dá)28 mm，且能誘導(dǎo)植物ISR，降低農(nóng)藥用量40 %。田間試驗(yàn)顯示，每畝用200 g菌粉（10? CFU/g）拌種，小麥返青期根際磷提高32 %，千粒重增1.8 g，產(chǎn)量提升8.5 %；在大棚番茄上，滴灌菌液可使灰霉病指下降45 %，果實(shí)Vc含量提高12 %，糖酸比更協(xié)調(diào)。工業(yè)端，嗜氣芽孢桿菌是“低溫酶工廠”。其耐有機(jī)溶劑蛋白酶在15 ℃、30 %乙醇中仍保持70 %活性，可用于洗滌劑；耐堿脂肪酶更適pH 10，適用于乳制品CIP清洗，節(jié)能20 %。木糖氧化無(wú)色小桿菌這種細(xì)菌的代謝能力多樣，能夠適應(yīng)不同的環(huán)境條件，使其成為研究細(xì)菌適應(yīng)性和進(jìn)化機(jī)制的理想對(duì)象。

嗜鹽鹽漬微菌（Halomonas sp.）是一類(lèi)生活在海水、鹽湖、鹽堿土壤等高鹽環(huán)境中的革蘭氏陰性桿菌，更適 NaCl 濃度 3 %，但可在 1 %–25 % 鹽度范圍內(nèi)存活，堪稱(chēng)“輕-中嗜鹽標(biāo)兵”。菌落乳白色、邊緣整齊，短桿狀細(xì)胞具單極鞭毛，能形成胞外多糖，既吸附 Na? 緩解滲透脅迫，又便于自身在固體表面形成生物膜。其耐鹽策略采用“相容溶質(zhì)”模式：細(xì)胞內(nèi)大量積累四氫嘧啶（ectoine）和脯氨酸，不干擾酶活；膜脂含磺化糖蛋白 S 層，負(fù)電荷屏蔽高陽(yáng)離子，維持膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。因此，在鹽度突變、重金屬并存時(shí)仍能快速繁殖。環(huán)境工程上，Halomonas sp. 是“高鹽脫氮王”。新疆鹽湖菌株 5505 在 8 % NaCl 下對(duì)氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮去除率分別達(dá) 100 %、94 % 和 74 %，氮素主要通過(guò)同化作用進(jìn)入菌體，污泥產(chǎn)量低，為高鹽廢水生物凈化提供了高效菌種資源。另有菌株 PH4-5 可在 3 %–12 % 鹽度下降解苯酚，68 h 去除率 > 90 %，為含鹽含酚工業(yè)廢水處理帶來(lái)新思路。農(nóng)業(yè)方面，Halomonas 能溶解鉀長(zhǎng)石、釋放鉀，并分泌 IAA 促進(jìn)作物根系在鹽堿地生長(zhǎng)；與藻共生時(shí)，還可利用微藻釋放的甘油作碳源，實(shí)現(xiàn)“菌-藻”聯(lián)合修復(fù)高鹽鹽堿土。

擬圓孢線黑粉菌（Filobasidium globisporum）隸屬擔(dān)子菌門(mén)、線黑粉目，是一類(lèi)以凍干粉形式保存、生物危害四類(lèi)的非模式菌，卻在低溫酶學(xué)與綠色技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)巨大潛力。一、分類(lèi)與培養(yǎng)特性菌株為乳白色、濕潤(rùn)的酵母狀菌落，更適培養(yǎng)溫度20℃，可在4–10℃長(zhǎng)期冷藏存活2–25年；YPM培養(yǎng)基（甘露醇20g/L、酵母提取物、蛋白胨）即可滿足生長(zhǎng)，液體培養(yǎng)需避免長(zhǎng)時(shí)間靜置以保持活性。二、低溫酶工廠在20℃條件下，該菌分泌高活性纖維素酶、β-葡萄糖苷酶和木質(zhì)素降解酶，10℃時(shí)仍保留70%以上酶活，適合冷鏈廢棄物處理、低溫洗滌和紙漿漂白，可節(jié)省蒸汽能耗約20%。三、代謝產(chǎn)物多樣發(fā)酵液中可檢測(cè)抗生物質(zhì)、色素及胞外多糖，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌具有明顯抑制圈；其胞外多糖乳化力強(qiáng)，已作為天然增稠劑用于食品與化妝品小樣試制。四、環(huán)境修復(fù)潛力菌絲體對(duì)苯酚、重金屬Cd2?、Pb2?表現(xiàn)出吸附-降解雙重作用，5d內(nèi)可將50mg/L苯酚降至5mg/L以下，吸附鉛量達(dá)45mg/g，為低溫含酚廢水、重金屬污染水體提供生物修復(fù)候選。五、科研與安全作為四類(lèi)危害微生物，操作只需BSL-1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室；凍干粉復(fù)蘇快、ITS序列清晰，是研究擔(dān)子菌低溫酶調(diào)控、孢子長(zhǎng)期保存及冷鏈機(jī)制的理想模式菌?；蚪MG+C含量37%，攜帶多重外排泵與滲透調(diào)節(jié)基因，可在干旱、鹽堿環(huán)境中維持胞內(nèi)水平衡。

蟑螂埃希氏菌并非真“埃希氏菌”，而是2017年從美洲大蠊腸道里分離出的新種，學(xué)名Blattabacterium，卻與大腸桿菌同門(mén)，于是被昵稱(chēng)為“蟑螂埃希氏菌”。它住在宿主脂肪體細(xì)胞內(nèi)，像隨軍糧倉(cāng)，把蟑螂吃剩的尿素、尿酸重新拆成氨，再摻進(jìn)糖酵解中間物，合成10種必需氨基酸，回贈(zèng)宿主。沒(méi)有它，蟑螂只能在高蛋白環(huán)境里長(zhǎng)大；有了它，哪怕啃紙、啃膠水也能活得肥碩?？茖W(xué)家算過(guò)，一只雌蠊若缺菌，若蟲(chóng)期延長(zhǎng)一倍，產(chǎn)卵量掉七成。更有趣的是，菌體隨卵殼傳代，百萬(wàn)年來(lái)與蟑螂共譜“垂直家譜”，演化出精簡(jiǎn)的600kb基因組，幾乎丟掉所有外壁合成基因，把防御任務(wù)全交給宿主，自己專(zhuān)職“氮回收”。如今，實(shí)驗(yàn)室嘗試用抗生物質(zhì)“斷菌”，結(jié)果蟑螂像泄了氣的皮球，說(shuō)明菌是害蟲(chóng)活力的隱形引擎。小小蟑螂埃希氏菌，用顯微鏡下的齒輪，托住人類(lèi)更討厭昆蟲(chóng)的頑強(qiáng)生命，也為綠色控蟑提供新靶點(diǎn)：若能阻斷菌給氮，或許能讓廚房少一點(diǎn)深夜驚叫。這種革蘭氏陰性、嚴(yán)格好氧的桿狀細(xì)菌，泛分布于土壤和水體中。新鞘氨醇菌屬

其基因組已被測(cè)序，為分子生物學(xué)和生物技術(shù)研究提供了豐富的資源。膠紅酵母

赫氏埃希氏菌是深海熱液口的“化學(xué)魔術(shù)師”，能在攝氏百度、千倍大氣壓的暗夜里，把硫化氫當(dāng)早餐，把二氧化碳當(dāng)點(diǎn)心來(lái)款待。它用氫硫還氧酶把劇毒硫化氫拆成電子與質(zhì)子，驅(qū)動(dòng)ATP合酶高速旋轉(zhuǎn)，合成能量，再借逆三羧酸循環(huán)把無(wú)機(jī)碳織成有機(jī)糖，無(wú)需陽(yáng)光，也能養(yǎng)活整片“黑煙囪”叢林。科學(xué)家搭乘深潛器采集菌體，發(fā)現(xiàn)其細(xì)胞膜含特殊醚鍵脂質(zhì)，像給自身裹上耐高溫的陶瓷瓦，蛋白質(zhì)內(nèi)部也布滿離子鍵，仿佛微型鋼鐵骨架，才讓它在沸水中依舊柔韌。實(shí)驗(yàn)室里，研究團(tuán)隊(duì)把它的固碳基因簇移植到工業(yè)大腸桿菌，使后者能在廢氣流里自養(yǎng)生長(zhǎng)，產(chǎn)出的聚羥基脂肪酸酯可制可降解塑料，為碳中和提供新思路。小小赫氏埃希氏菌，用肉眼看不見(jiàn)的臂膀，托住地球深部與未來(lái)的綠色循環(huán)。膠紅酵母