里拉微球菌

異常嗜冷芽孢桿菌（Bacillus psychrodurans）是芽孢桿菌家族里的“極地居民”。它可在?2 ℃緩慢生長，更適溫度只15 ℃，比較高不超過30 ℃，卻能在南極凍土、深海沉積物中形成橢圓芽孢，耐?20 ℃冷凍和反復凍融，被視作研究低溫適應的模式菌之一。其“耐寒密碼”有三重：細胞膜富含支鏈和短鏈脂肪酸，保持流動性；冷休克蛋白Csp與RNA伴侶協(xié)同，防止核酸二級結(jié)構(gòu)凍結(jié)；兼產(chǎn)低溫活性酶，在4 ℃仍具80 %活力，為冬季生物過程提供催化可能。在農(nóng)業(yè)上，菌株L-4分泌IAA 18 mg·L?1并溶磷2.3 mg·L?1，4 ℃下仍使冬小麥根長增25 %，返青期提前5天，分蘗數(shù)提高一成，相當于給作物“穿”上生物羽絨服。工業(yè)端，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 ℃，為冬季酒精發(fā)酵省蒸汽、減碳排。環(huán)境修復方面，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)輸油管泄漏提供原位生物修復方案。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)菌，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價值反應。小小嗜冷芽孢桿菌，用極端低溫下的生存智慧，把寒冷轉(zhuǎn)化為綠色科技的新動能。隨后，細菌釋放信號，誘導根部細胞分裂，三天鼓出乳白根瘤，像給根系掛上微型氮肥廠。里拉微球菌

堀越氏芽孢桿菌（Bacillus horikoshii）是20世紀90年代由日本科學家堀越等從堿性溫泉沉積物中分離出的嗜堿菌，也是國際公認的模式菌株（ATCC 700161）[ ^82^ ][ ^84^ ]。菌體桿狀、革蘭氏陽性，可形成橢圓芽孢，更適pH 8.5–9.5、溫度30–37 ℃，在Na?CO?濃度50 g L?1的極端環(huán)境中仍能正常代謝，被稱為“天然堿性細胞工廠”。一、耐堿機制基因組編碼多拷貝Na?/H?逆向轉(zhuǎn)運蛋白（mnh、nhaC）和碳酸酐酶，可將胞內(nèi)多余Na?排出，并將CO?2?轉(zhuǎn)化為HCO??，維持胞內(nèi)pH穩(wěn)態(tài)；細胞壁肽聚糖含高比例二氨基庚二酸，增強膜穩(wěn)定性，為高溫高堿酶的高效表達提供平臺。二、工業(yè)酶潛力其耐堿淀粉酶、普魯蘭酶更適pH 9–10，90 ℃半衰期>2 h，已用于淀粉糖化“一步法”，可省略傳統(tǒng)工藝中的中和環(huán)節(jié)，節(jié)能15 %；耐堿蛋白酶在洗滌劑中可去除血漬、奶漬，低溫活性優(yōu)于市場同類酶20 %。三、農(nóng)業(yè)與環(huán)境應用菌株P1具備“溶磷-鈍化重金屬”雙重功能：在pH 9、Cd2? 50 mg kg?1條件下，仍可將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷277 mg kg?1，同時胞外多糖吸附Cd2?，使水稻籽粒鎘含量下降35 %，產(chǎn)量提高18 %。

蔬菜芽孢桿菌（Bacillus oleronius）是芽孢桿菌屬里“更懂蔬菜”的專性住客。更初從腐爛生菜葉脈中分離，菌體纖細、革蘭氏陽性，具周生鞭毛，能形成橢圓芽孢，耐干燥、耐低氧，可在pH 5–9、溫度15–40℃范圍內(nèi)生長，更適與蔬菜根際環(huán)境高度重疊，故得名“oleronius”（拉丁語“菜園的”）。它的首要武器是“蔬菜定制”抑菌譜。菌株QSI-1可分泌?；呓z氨酸內(nèi)酯酶（AHL-lactonase），切斷軟腐歐文氏菌、胡蘿卜果膠桿菌的群體感應信號，使病原菌無法啟動果膠酶基因，白菜軟腐病斑減少70%；同時產(chǎn)生表面活性素與fengycin，對番茄葉霉、辣椒疫霉抑菌帶寬達28 mm，且能形成生物膜覆蓋傷口，阻止二次侵染。第二技能是“溫和促生”。蔬菜芽孢桿菌合成IAA 20 mg/L，并溶出有機磷3.2 mg/L，誘導生菜、菠菜根系增30%，葉綠素提高1.5個SPAD單位，硝酸鹽含量下降12%，明顯提升蔬菜品質(zhì)與安全。工廠化應用上，研究者將菌株QSI-1與褐藻寡糖復配，制成活菌數(shù)10? CFU/mL的“蔬菜保鮮微乳”，采后噴施可抑制軟腐、灰霉，使生菜貨架期由7 d延至14 d，失重率<5%，已在上海崇明有機農(nóng)場示范推廣。

在微生物的“軍團”里，蕈狀芽孢桿菌（Bacillus mycoides）可謂形貌更奇特的一位。它在固體培養(yǎng)基上排成絲狀、螺旋狀或放射狀菌落，遠望如微縮蘑菇菌絲，因而得名“蕈狀”。別看外形“文藝”，其功能卻硬核：耐旱、耐鹽、產(chǎn)酶、抑菌、促生，堪稱土壤里的“多面手”。一、形態(tài)即名片蕈狀芽孢桿菌為革蘭氏陽性大桿菌，周生鞭毛，可形成橢圓芽孢。更獨特的是它的“集體運動”能力——細胞通過側(cè)向滑動，在瓊脂表面形成美麗而規(guī)則的“蕨葉”或“螺旋”圖案，這一自組織現(xiàn)象已被用作生物物理研究模型。二、生態(tài)功能抑病：菌體分泌表面活性素、fengycin 等環(huán)脂肽，可破壞病原菌膜，對立枯絲核菌、鐮刀菌抑菌帶寬達 25 mm。促生：產(chǎn) IAA 25 mg·L?1，溶有機磷 3.1 mg·L?1，小麥根系增 30 %，吸磷量提 20 %?？鼓妫喊舛嗵俏?Na?，在 8 % 鹽濃度下仍正常生長；芽孢耐干燥 6 個月，適合西北旱區(qū)應用。三、田間表現(xiàn)山東大棚番茄試驗，每畝溝施 10? CFU·g?1 菌粉 200 g，灰霉病指下降 42 %，產(chǎn)量增 12 %，維生素 C 提高 8 %；寧夏鹽堿地滴灌，可使水稻根際 pH 降 0.4，全鹽下降 15 %，增產(chǎn) 9 %。更妙的是，它能分解有機磷長鏈，釋放正磷酸供作物吸收，相當于給土壤配了“微肥”。

改良巴爾斯氏培養(yǎng)基基礎（不含硫酸亞鐵銨）是專為趨磁細菌Magnetospirillum gryphiswaldense等設計的高純度液體平臺。經(jīng)典巴爾斯配方中，硫酸亞鐵銨既作鐵源又兼還原劑，卻易氧化沉淀，導致批次差異大、磁小體晶型不均。改良版本徹底剔除該鹽，把鐵供給與氧化還原控制拆成兩步：基礎培養(yǎng)基只含乳酸鈉、琥珀酸鈉雙碳源，酵母粉0.05 %，K?HPO? 5 mmol，MgSO?、CaCl?及微量元素各1 mL L?1，pH 6.8±0.1，經(jīng)0.22 μm過濾除菌，保證無色透明、無沉淀，4 ℃可保存3個月。使用時，先在基礎液中通N?/CO?（80:20）除氧，再按實驗目標由無菌厭氧瓶補加可溶Fe(Ⅲ)-檸檬酸或FeCl?溶液，終濃度10–100 μmol，鐵形態(tài)與劑量可精確到0.1 μmol，避免傳統(tǒng)配方一次性投鐵產(chǎn)生的氧化應激。與此同時，通過微氧發(fā)酵系統(tǒng)把溶解氧穩(wěn)定在0.5 %空氣飽和度，氧化還原電位降至–50 mV，磁小體合成效率提升2.4倍，Cmag值達1.2以上，而細胞干重仍保持2 g L?1。改良基礎還兼容同位素標記與金屬摻雜：只需把??Fe-檸檬酸或CoCl?按1 at.%比例加入，即可制備高純度??Fe或Co摻雜磁小體，為M?ssbauer譜、磁熱療研究提供批次可重復的生物納米磁源。隨著對土地鞘氨醇盒菌研究的不斷深入，其在環(huán)境修復和生態(tài)學研究中的應用前景將更加廣闊。苔類芽孢桿菌

更妙的是，收獲后大量根瘤遺落土中，氮素富集，連后續(xù)玉米都長得壯，像給土地存了活期存折。里拉微球菌

德氏乳桿菌德氏亞種（Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii）是乳酸菌家族中更早被分離命名的“元老”之一，1901年即進入科學視野。菌體短桿、無芽孢、不運動，專性發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)乳酸，更適生長溫度42～45℃，可在pH 3.5的酸環(huán)境中存活，耐高溫卻畏冷，4℃即停止繁殖?；蚪M只1.8 Mb，代謝途徑精簡，卻擁有完整的乳酸脫氫酶與寡肽轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，使其在蛋白質(zhì)豐富的基質(zhì)中快速產(chǎn)酸，抑制菌。工業(yè)上，它是酸奶、瑞士奶酪與保加利亞傳統(tǒng)發(fā)酵乳的關鍵菌種，與嗜熱鏈球菌協(xié)同可將牛乳在3小時內(nèi)酸化至pH 4.2，形成細膩凝乳與特征性乙醛風味；同時分泌胞外多糖，賦予產(chǎn)品順滑口感并延緩后酸化。近年研究還發(fā)現(xiàn)，其表面蛋白SlpA能黏附腸道上皮，誘導IL-10分泌，緩解小鼠結(jié)腸炎；熱滅活菌體亦可通過啟動樹突細胞TLR2信號，增強腸道IgA應答，兼具益生與免疫調(diào)節(jié)潛力。隨著合成生物學興起，德氏乳桿菌德氏亞種被工程化改造為“活藥工廠”，可在腸道內(nèi)持續(xù)釋放胰島素樣肽或白細胞介素，為糖尿病與炎癥性腸病提供新型微生態(tài)治療方案。里拉微球菌