芽孢桿菌

深褐芽孢桿菌（Bacillus atrophaeus）是芽孢桿菌屬的“暗色特種兵”。菌落呈棕褐至近黑色、表面光滑有蠟光，革蘭氏陽性，桿狀細胞可形成橢圓芽孢，耐干燥、耐紫外、耐堿，更適30–37 ℃，pH 6–9，廣分布于土壤、海洋沉積物和植物根際。一、生物防治菌株分泌atrophaein脂肽與幾丁質(zhì)酶，對番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯抑菌帶寬達26 mm；溫室試驗畝施200 g菌粉，黃瓜枯萎病指下降45 %，農(nóng)藥用量減少三分之一。二、促生抗逆深褐芽孢桿菌產(chǎn)IAA 20 mg·L?1，溶磷3.2 mg·L?1，并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇，誘導玉米側(cè)根增30 %，吸鉀量提22 %；干旱脅迫下，小麥葉片相對含水量提高8 %，產(chǎn)量增10 %。三、工業(yè)酶寶庫其耐堿蛋白酶在pH 10、50 ℃仍保持85 %活性，已用于無磷洗滌劑，血漬去污力提升30 %；耐熱淀粉酶90 ℃半衰期2 h，為紡織退漿省去中和環(huán)節(jié)，節(jié)能15 %。四、抗輻射模型因芽孢含高比例吡啶二羧酸鈣，對紫外、γ射線具有極強抵抗力，被ESA選為“火星模擬滅菌”指示菌，用于檢測航天器表面消毒效果。未來，借助合成生物學，把深褐芽孢桿菌的抑菌、產(chǎn)酶、抗輻射模塊植入枯草底盤，可構(gòu)建“一菌多用”細胞工廠，為綠色農(nóng)業(yè)、清潔洗滌和太空滅菌提供可持續(xù)的微生物鑰匙。侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠，直徑不過微米，卻能把天空搬上餐桌。芽孢桿菌

異常嗜冷芽孢桿菌（Bacillus psychrodurans）是芽孢桿菌屬的“極地移民”。標準菌株能在-2 ℃緩慢增殖，更適生長溫度只15 ℃，比較高不超過30 ℃；芽孢可耐受-20 ℃反復凍融，是研究低溫適應的模式菌之一。其細胞膜富含短鏈與支鏈脂肪酸，冷休克蛋白Csp持續(xù)表達，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并溶出有機磷2.3 mg·L?1，4 ℃下仍使冬小麥根長增加25 %，返青期提前5天，分蘗數(shù)提高一成，相當于給作物披上“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方案；與冰藻共培養(yǎng)時，還能吸附Cd2?、Pb2?，吸附量分別達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，借助合成生物學，把異常嗜冷芽孢桿菌的“冷酶+冷激”模塊植入生產(chǎn)底盤，有望實現(xiàn)“零加熱”生物制造，讓微生物在冰水里也能為人類催化高值反應。多頭被孢霉在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，強壯類芽孢桿菌能夠促進植物生長，增強植物對病害的抵抗力。

黏瓊脂芽孢桿菌是2007年在深海沉積物里被“撈”出的新成員，因菌落能拉出長長瓊脂糖絲，得了“黏瓊脂”的綽號。它生活在低溫、高壓、寡營養(yǎng)的海底，靠分泌特殊β-瓊脂糖酶，把堅硬的海藻碎片分解成單糖，再經(jīng)乙酰-CoA途徑合成能量，既填飽自己，也為周圍菌群打開“糧倉”，成為深海碳循環(huán)的隱形樞紐。實驗室更看重的是它的“冷酶工廠”。其瓊脂糖酶更適溫度只25℃，在4℃仍保持60%活性，比陸源同類酶省電一半；若把粗酶液直接噴到石花菜漿里，40分鐘就能讓膠體黏度降80%，濾出的寡糖可作益生元、化妝品保濕劑，甚至用于微膠囊壁材。更妙的是，菌體在貧氮環(huán)境會自發(fā)形成厚壁芽孢，可耐55℃、紫外照射兩小時，噴霧干燥存活率仍超90%，給工業(yè)化降低了冷鏈與包被成本。國內(nèi)團隊已把黏瓊脂芽孢桿菌制成灰粉末，用于即食涼粉、果凍的低溫脫膠，使生產(chǎn)周期從12小時縮到3小時，耗水減少四成；殘渣富含寡糖，可作飼料添加劑，提高仔豬日增重5%。未來，科學家計劃把耐冷酶基因轉(zhuǎn)進枯草芽孢桿菌，讓“冷酶”在常溫海洋里就地降解漂浮海藻，為藍碳保護再添一把微生物鑰匙。小小黏瓊脂芽孢桿菌，用一縷黏絲，把千米深海的秘密縫進人類綠色的產(chǎn)業(yè)鏈。

酸快生芽孢桿菌（Bacillus acidiceler）是2014年才被正式命名的芽孢桿菌新成員，卻已在綠色農(nóng)業(yè)中跑出“加速度”。菌株HS3由花生根際分離，耐酸、耐旱、耐溫，pH 5.5仍能快速萌發(fā)；其芽孢可抗紫外、耐干燥，貨架期長達24個月，為商品化奠定基礎(chǔ)。HS3的“三板斧”讓土壤瞬間啟動：①產(chǎn)IAA 45.8 mg/L，誘導玉米、花生根系激增30%以上；②溶有機磷2.9 mg/L、解鉀19.9 mg/L，把固定態(tài)磷鉀變成養(yǎng)分；③分泌蛋白酶與脂肽，抑制番茄青枯、辣椒疫霉，病指下降四成。田間數(shù)據(jù)顯示，在花生-玉米間作體系下，每畝滴灌200 mL菌液（10^8 CFU/mL），花生側(cè)磷、鉀分別提高24%、53%，秕果率降54%，增產(chǎn)9.9%；玉米側(cè)IAA提升68%，禿頂縮短27%，增產(chǎn)18.6%，相當于少施25 kg復合肥仍多打糧。工業(yè)端，菌株CNBG-PGPR-17 24 h內(nèi)可把無機磷溶出277 mg/kg，并產(chǎn)乳酸0.27 kg/L，發(fā)酵液pH直降1單位，既當“生物酸化劑”又當“液體磷肥”，已用于藍莓基質(zhì)，使可溶性蛋白、花青素分別增加17.7%、10.5%，果實糖酸比更協(xié)調(diào)。未來，隨著耐酸、耐鹽基因被進一步解碼，酸快生芽孢桿菌有望走進南方紅壤、北方鹽堿地，乃至礦區(qū)復墾，用一把“酸”鑰匙打開貧瘠土壤的肥力之門，為“減磷增效”提供可持續(xù)的微生物方案。如今生物公司把菌液封裝成鋁箔袋，春耕拌種即可，比化肥便宜三成，比糞肥干凈百倍。

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，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，革蘭氏陽性，具周生鞭毛，能形成橢圓芽孢，耐紫外、耐干燥，貨架期長達3年，為制劑化提供質(zhì)量載體。在土壤復蘇后，嗜氣芽孢桿菌迅速啟動“三效機制”：①分泌吲哚乙酸（IAA）25 mg/L，刺激玉米、番茄根系增長30 %；②產(chǎn)蛋白酶、纖維素酶，分解作物殘體，釋放養(yǎng)分；③合成表面活性素、fengycin，對番茄青枯、辣椒疫霉抑菌帶寬達28 mm，且能誘導植物ISR，降低農(nóng)藥用量40 %。田間試驗顯示，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 %?；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。蘇云金芽孢桿菌幕蟲亞種

強壯類芽孢桿菌是一種極具潛力的益生菌，廣泛應用于多個領(lǐng)域。芽孢桿菌