亞利桑那糖霉菌

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。這種芽孢桿菌能夠分泌多種酶，如果膠酶、纖維素酶和木質(zhì)素酶等。亞利桑那糖霉菌

阿氏芽孢桿菌（Bacillus aryabhattai）是2009年印度科學(xué)家從平流層空氣塵埃中分離的新種，以古印度天文學(xué)家阿耶波多命名，象征“高空來客”。菌體桿狀、周生鞭毛，能形成橢圓芽孢，耐紫外、耐干燥，在pH 5–9、15–45 ℃范圍內(nèi)生長良好，是兼具促生與抗逆的“空中特種兵”。一、促生機(jī)制菌株AB15可分泌IAA 28 mg·L?1，溶磷3.5 mg·L?1，并產(chǎn)1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（ACC）脫氨酶，降低植物乙烯水平，使小麥、玉米根系增35%，干旱存活率提25%；與根瘤菌共接種，大豆結(jié)瘤數(shù)提高40%，畝產(chǎn)增加18%。二、防病降鎘菌株Cd-19對番茄青枯、黃瓜枯萎抑菌帶寬達(dá)26 mm；同時胞外多糖吸附Cd2?，使糙米鎘含量下降45%，達(dá)到國家限定標(biāo)準(zhǔn)，為“重金屬-病害”復(fù)合障礙田提供一菌雙解方案。三、工業(yè)酶潛力其耐堿淀粉酶更適pH 9、55 ℃，在洗衣液中可去除淀粉污漬，活性比市售酶高20%；低溫蛋白酶在10 ℃仍保持70 %活力，為寒區(qū)洗碗粉節(jié)約能耗15 %。四、太空農(nóng)業(yè)由于源自平流層，AB15對紫外、低氣壓具有天然適應(yīng)性，已被選為“月宮一號”生物再生生命保障系統(tǒng)候選菌，可在微重力下穩(wěn)定促生小麥，為地外基地提供微生物保障。桔青霉其適生長溫度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(yàn)高壓滅菌效果。

PS培養(yǎng)基（Peptococcus Broth），又名消化球菌肉湯，是專為厭氧革蘭陽性球菌——消化球菌屬（Peptococcus）及消化鏈球菌（Peptostreptococcus）等嚴(yán)苛厭氧菌設(shè)計的富營養(yǎng)液體培養(yǎng)基。關(guān)鍵配方含胰酪蛋白胨15 g、酵母粉5 g、葡萄糖5 g、L-半胱氨酸0.5 g、NaCl 5 g，補(bǔ)水至1 L，pH 7.2±0.1。L-半胱氨酸兼具還原與硫源，可瞬間降低氧化還原電位至-200 mV，無需額外預(yù)還原，即開即用；葡萄糖提供可發(fā)酵碳源，使菌體在6 h內(nèi)進(jìn)入對數(shù)期，12 h活菌數(shù)可達(dá)10? CFU/mL，滿足快速擴(kuò)增需求。臨床檢驗(yàn)中，PS培養(yǎng)基常被用于厭氧菌血培養(yǎng)增菌：將5 mL靜脈血直接注入含PS的真空厭氧瓶，35℃靜置培養(yǎng)48 h，若瓶底出現(xiàn)絮狀沉淀、培養(yǎng)液混濁并伴酸臭，即提示可能存在消化球菌或厭氧鏈球菌沾染；結(jié)合MALDI-TOF質(zhì)譜，可在72 h內(nèi)完成種水平鑒定，比傳統(tǒng)厭氧平板法縮短2天?？蒲蓄I(lǐng)域，PS肉湯亦是研究厭氧菌鐵代謝、短鏈脂肪酸產(chǎn)量的優(yōu)先平臺：只需在基礎(chǔ)液中去除葡萄糖，換用可溶性淀粉或乳酸鈉，即可考察不同碳源對丁酸、己酸合成路徑的影響；若添加0.1 %血紅素，更能啟動厭氧呼吸鏈，使細(xì)胞干重提升30%。質(zhì)量控制方面，PS培養(yǎng)基滅菌后應(yīng)呈淺黃色透明，若氧化變粉，需棄用。

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。瘤內(nèi)菌變膨體，固氮酶把空氣中占七成卻極穩(wěn)定的N?裂成NH?，日夜輸送給宿主，自己只留一口碳糖。

枯草芽孢桿菌斯氏亞種（Bacillus subtilis subsp. spizizenii）是“枯草家族”里的輕騎兵，菌體纖細(xì)，卻藏著一套“攻防兼?zhèn)洹钡奈⑸?toolkit。1930 年代被 Spizizen 從沙漠塵土中分離，因而得名。它更擅在 35–45 ℃、低濕度的熱旱邊際快速萌發(fā)，芽孢外壁含特殊吡啶二羧酸鈣層，可耐 90 ℃熱水 20 min、紫外 5000 μW·s/cm2 仍存活，為制劑長途運(yùn)輸省下冷鏈成本。復(fù)蘇后，斯氏亞種先分泌高活性 surfactin、fengycin 與 bacillomycin D，三脂肽協(xié)同擊穿病原菌膜，對番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯的抑菌帶寬達(dá) 28–32 mm；同時釋放揮發(fā)性 2,3-丁二醇，啟動植物 ISR 信號，使葉片過氧化物酶活性提高 1.8 倍，達(dá)到“未病先防”。田間試驗(yàn)中，每畝用 100 g 斯氏亞種可濕粉拌種，玉米出苗率提升 12%，后期紋枯病指降 46%，產(chǎn)量增 8.3%；若與滴灌同施，可使連作草莓根際尖孢鐮刀菌數(shù)量下降 70%，果實(shí)可溶性糖提高 1.2 度，貨架期延長 3 天。更妙的是，它能合成耐堿 α-淀粉酶與β-葡聚糖酶，在 pH 9.5、溫度 50 ℃ 條件下仍保持 80% 酶活，用于青貯飼料可提前 2 天完成乳酸發(fā)酵，降低干物質(zhì)損耗 3%。目前，工廠采用糖蜜—豆粕深部好氧發(fā)酵，48 h 芽孢量可達(dá) 5×101? CFU/mL，噴霧干燥后存活率 > 95%，制成黑衣粉劑，保質(zhì)期 24 個月。強(qiáng)壯類芽孢桿菌的應(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。亞利桑那糖霉菌

其IAA產(chǎn)量達(dá)118mg/L，明顯高于同屬菌株，可刺激小麥根長增加35%，干重提高28%。亞利桑那糖霉菌

環(huán)狀芽孢桿菌（Bacillus circulans）是芽孢桿菌屬的“多面手”，因菌落邊緣呈規(guī)則的環(huán)狀擴(kuò)散而得名。菌體短桿、革蘭氏陽性，具周生鞭毛，可形成橢圓芽孢，更適溫度30–37 ℃，pH 6–9，廣分布于土壤、淡水與海洋沉積物中。一、細(xì)胞壁“”該菌能產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶、β-1,3-葡聚糖酶和纖維素酶，可分解菌細(xì)胞壁、植物殘體和甲殼類廢料，為碳循環(huán)打開“綠色通道”。實(shí)驗(yàn)室條件下，其幾丁質(zhì)酶粗酶液4 h內(nèi)可降解蟹殼粉60 %，為甲殼素提取提供環(huán)保方案。二、生物防治與促生菌株BC-01分泌circulin A/B環(huán)肽，對立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達(dá)25 mm；同時產(chǎn)IAA 20 mg·L?1，使玉米根長增30 %，吸磷量提22 %。大棚試驗(yàn)每畝滴灌200 g菌粉，黃瓜枯萎病指下降40 %，產(chǎn)量增12 %。三、工業(yè)酶寶庫環(huán)狀芽孢桿菌的堿性蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比較高，已用于無磷洗滌劑，血漬去污力提升30 %；耐熱β-淀粉酶可將淀粉轉(zhuǎn)化為麥芽糖，糖漿得率提高15 %，為食品與發(fā)酵工業(yè)提供綠色催化劑。四、醫(yī)藥與環(huán)保該菌能合成胞外多糖，具有良好的乳化和增稠性能，已用于面包保鮮，貨架期延長3天。亞利桑那糖霉菌