玫瑰色紅桿菌

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(fù)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(dǎo)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 %。在工業(yè)領(lǐng)域，解硫胺素類芽孢桿菌的應(yīng)用主要集中在生物合成方面。玫瑰色紅桿菌

蘇云金桿菌（Bacillus thuringiensis，簡稱Bt）是土壤里走出的“生物導(dǎo)彈”。它在芽孢形成時同步合成伴胞晶體，內(nèi)藏δ-內(nèi)；當(dāng)鱗翅目幼蟲咬食葉片，晶體被堿性腸液溶肽插入中腸上皮，幾分鐘內(nèi)停止取食，芽孢乘虛進入血腔，引發(fā)敗血癥，害蟲兩日后饑餓而亡 。田間每畝用200毫升Bt懸浮劑，可將菜青蟲、稻縱卷葉螟、玉米螟等130余種害蟲的種群壓到經(jīng)濟閾值以下，且對瓢蟲、蜜蜂幾乎無害 。因其安全無殘留，我國年產(chǎn)量已達3.5萬噸，覆蓋333萬公頃農(nóng)田，成為用量比較大的微生物殺蟲劑 ?？茖W(xué)家把Cry基因?qū)朊藁?、水稻，培育的Bt作物畢生自帶抗蟲盾，減少農(nóng)藥噴灑七成以上 。從茶園到玉米地，再到防蚊孑孓的水塘，Bt用顯微鏡下的臂膀，為人類守住綠色豐收與清潔水源 。希拉波利斯假諾卡氏菌解硫胺素類芽孢桿菌作為一種多功能的微生物，具有泛的應(yīng)用前景。

施氏芽孢桿菌（Bacillus smithii）是芽孢桿菌屬中少見的“高溫工匠”，標(biāo)準(zhǔn)菌株 JCM 9076 更早從堆肥深處分離，可在 30–65 ℃、pH 4.5–9.0 范圍內(nèi)旺盛生長，更適溫度 55 ℃，芽孢耐 100 ℃沸水 2 h 仍存活，是驗證高壓蒸汽滅菌的指示菌之一。其耐熱關(guān)鍵在于芽孢內(nèi)高濃度吡啶二羧酸鈣（DPA-Ca）結(jié)合低水分狀態(tài)，配合小分子熱休克蛋白，使酶與 DNA 在高溫下依舊穩(wěn)定。2024 年，中國團隊從湖南鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2（保藏號 CCTCC M2024167），鑒定為 B. smithii。該菌可在 50 mg L?1 Cd2?、6 % NaCl 條件下正常分泌有機酸，將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷，盆栽玉米根際有效磷提高 42 %，籽粒鎘含量下降 35 %，實現(xiàn)“增磷減鎘”同步完成。在工業(yè)酶方向，施氏芽孢桿菌是“高溫酶工廠”。其耐堿性 α-淀粉酶更適溫度 70 ℃，在淀粉液化、紡織退漿中可省去降溫環(huán)節(jié)，節(jié)能 15 %；耐熱蛋白酶在 60 ℃、30 % 乙醇中仍保持 80 % 活性，為生物煉制提供新型催化劑。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上，M2 菌株與秸稈堆肥復(fù)配，可使堆體 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，每畝基施 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。

無機磷細菌培養(yǎng)基（不含瓊脂）是專為“溶磷菌”篩選與活性測定設(shè)計的合成液體培養(yǎng)基。其配方精髓在于“難溶磷”：磷酸三鈣〔Ca?(PO?)?〕以懸浮顆粒形式存在，不提供任何磷；葡萄糖或甘露醇擔(dān)任碳源，硫酸銨為氮源，并輔以Mg2?、K?、微量元素及磷酸鹽緩沖液，pH穩(wěn)定在6.8–7.2。唯有能分泌有機酸、質(zhì)子或磷酸酶的細菌，方可將不溶性磷轉(zhuǎn)化為可溶PO?3?，供自身同化并釋放到液相中，使原本乳白的懸濁液逐漸澄清，上清有效磷濃度上升，實現(xiàn)“溶磷”可視化與可量化。實驗流程簡潔高效：250 mL三角瓶裝50 mL培養(yǎng)液，接入土壤或根際稀釋液，28℃、170 r/min振蕩培養(yǎng)5–7天；每24 h取樣離心，鉬銻抗比色法測定鉬藍吸光度，繪制“溶磷-時間”曲線。高效菌株72 h內(nèi)上清磷濃度可突破200 mg·L?1，pH降至4.5以下，溶磷率與酸度呈明顯負(fù)相關(guān)。若需高通量比較，可改用96深孔板，同步測定OD???與可溶性磷，計算單位生物量溶磷效率，快速鎖定優(yōu)良菌株。質(zhì)量控制要點：滅菌后磷酸三鈣易沉降，使用前需渦旋或磁力攪拌重懸；背景可溶磷須低于0.5 mg·L?1，避免假陽性。儲存過程若出現(xiàn)絮凝，多為鈣-蛋白復(fù)合物，可超聲打散，不影響活性。其IAA產(chǎn)量達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%。

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。這種能力使其在微生物界中獨樹一幟，也為它在多個領(lǐng)域的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。尕海湯飛凡菌

土地鞘氨醇盒菌作為一種多功能的微生物，在環(huán)境修復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)保護中展現(xiàn)出巨大的潛力。玫瑰色紅桿菌

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(dǎo)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(dāng)于少施25 kg復(fù)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(dāng)“生物酸化劑”又當(dāng)“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(fù)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。玫瑰色紅桿菌