層出鐮孢

甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌是土壤里的“碳鏈煉金師”。它以甲醇、甲胺等一碳化合物為主食，卻能把這些常被忽視的小分子變成高值產(chǎn)物。菌體在含甲醇的培養(yǎng)基中迅速萌發(fā)，分泌甲醇脫氫酶，將有毒的甲醇先氧化為甲醛，再經(jīng)RuMP循環(huán)固定為果糖-6-磷酸，既獲得能量，又合成自身所需碳骨架。整套反應(yīng)在pH 7、30℃下效率比較高，甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)理論值的92%，遠(yuǎn)高于化學(xué)催化。更難得的是，它同時(shí)是一株“生物兵工廠”。在利用甲醇的同時(shí)，甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌能合成表面活性素、泛革素等脂肽，對(duì)黃瓜枯萎、辣椒疫霉、番茄青枯的抑菌帶寬達(dá)25-30毫米；其揮發(fā)性的3-甲基-1-丁醇、2-甲基吡嗪可誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性，使棉花黃萎病指下降40%。田間試驗(yàn)表明，每畝用200克菌粉滴灌，玉米根際甲醇天然濃度降低60%，植株葉綠素提高1.5個(gè)SPAD單位，產(chǎn)量增加8%，且農(nóng)藥使用量減少三成。工業(yè)端，科研團(tuán)隊(duì)把聚-γ-谷氨酸合成酶基因?qū)爰谆鶢I(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌，使其在消耗甲醇的同時(shí)產(chǎn)出高黏度γ-PGA，可作為保水劑、絮凝劑或醫(yī)用敷料；5噸罐分批發(fā)酵，γ-PGA產(chǎn)量達(dá)25 g/L，成本比傳統(tǒng)谷氨酸發(fā)酵低20%。此外，其芽孢可耐沸水煮15分鐘、紫外照射兩小時(shí)，噴霧干燥存活率超過90%，為大規(guī)模制劑化提供了便利。這些酶可以分解麻類植物中的果膠、半纖維素和木質(zhì)素，從而將纖維從植物組織中分離出來。層出鐮孢

克勞氏芽孢桿菌（Bacillus clausii）是芽孢桿菌屬中的“耐堿”，1915年由意大利克勞氏從堿性土壤中分離，菌體桿狀、周生鞭毛，可在 pH 8–10.5、鹽 0–12 % 的條件下旺盛生長(zhǎng)，芽孢能耐受 100 ℃ 沸水 30 min，是研究極端堿適應(yīng)的模式菌之一。一、耐堿機(jī)制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（nhaC、mnh）與碳酸酐酶，可將胞內(nèi)多余 Na? 泵出并維持 pH 穩(wěn)態(tài)；細(xì)胞壁肽聚糖富含 meso-二氨基庚二酸，膜脂分支化程度高，為高溫高堿酶的高效表達(dá)提供穩(wěn)定平臺(tái)。二、工業(yè)酶寶庫(kù)其耐堿蛋白酶在 pH 11、40 ℃ 仍保持 90 % 活性，已用于無磷洗滌劑，血漬、奶漬去污力提升 30 %；耐堿淀粉酶更適 pH 9、90 ℃，可在紡織退漿中省略中和步驟，節(jié)能 15 %；耐堿木聚糖酶用于紙漿漂白，氯用量減少 30 %，降低可吸附有機(jī)鹵化物（AOX）排放。三、農(nóng)業(yè)與環(huán)境菌株 SIN 可產(chǎn) IAA 15 mg·L?1 并溶磷 2.6 mg·L?1，使玉米根系增 28 %，吸磷量提 18 %；與秸稈復(fù)配堆肥，24 h 堆溫升至 65 ℃，纖維素降解率提高 30 %，堆肥周期縮短 6 d。耐堿特性使其在 pH 9 的蘇打鹽堿土中仍能定殖，水稻產(chǎn)量增加 10 %。戒臺(tái)寺鏈霉菌小小沙福芽孢桿菌，用微米之軀守護(hù)綠色豐收，讓農(nóng)藥瓶少一個(gè)，飯碗多一粒。

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(guó)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(qǐng)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(shí)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”。科研團(tuán)隊(duì)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(zhǎng)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。

紡錘形賴氨酸芽孢桿菌（Lysinibacillus fusiformis）是土壤里的“多面小鋼炮”。菌體直桿、常成鏈排列，革蘭氏陽(yáng)性，周生鞭毛，可形成橢圓芽孢，耐干燥、耐酸堿，正面黃色、濕潤(rùn)小菌落，易挑取，是實(shí)驗(yàn)室常見模式菌株。一、綠色防控菌株CGMCC No.28950對(duì)南方根結(jié)線蟲防效突出，盆栽試驗(yàn)蟲口密度降70 %；同步產(chǎn)蛋白酶、幾丁質(zhì)酶，破壞蟲卵壁，為蔬菜連作障礙提供化學(xué)殺線劑的替代方案。二、促生提質(zhì)該菌溶磷量達(dá)277 mg kg?1，解鉀能力明顯，可分泌IAA，使玉米、番茄根系增30 %，吸磷量提棚試驗(yàn)每畝滴灌200 g菌粉，番茄Vc含量提高12 %，糖酸比更協(xié)調(diào)，貨架期延長(zhǎng)5天。三、環(huán)境修復(fù)貴州大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用菌株GZU-Lys01轉(zhuǎn)化煤矸石中難溶磷鉀為植物可吸收養(yǎng)分，制備微生物肥料；還能礦化固定垃圾焚燒底灰和尾礦中的Cd、Pb，吸附量分別達(dá)50 mg g?1與35 mg g?1，為礦區(qū)復(fù)墾提供低成本方案。四、工業(yè)酶潛力該菌產(chǎn)果膠酶活性高，可在25 ℃、pH 8條件下水解果膠，為果汁澄清、麻類脫膠提供低溫酶源；耐堿蛋白酶已在洗滌劑中試用，10 ℃下去污力提升30 %，節(jié)能20 %。其適生長(zhǎng)溫度55–65 ℃，芽孢可耐100 ℃沸水2小時(shí)、紫外線輻照8小時(shí)仍存活，被廣用于檢驗(yàn)高壓滅菌效果。

MY培養(yǎng)基（Malt-Yeast Extract Medium）是“麥芽-酵母”雙營(yíng)養(yǎng)的經(jīng)典富集培養(yǎng)基，配方簡(jiǎn)潔卻營(yíng)養(yǎng)爆棚：麥芽浸粉20 g、酵母粉4 g、葡萄糖10 g，補(bǔ)水至1 L，pH自然5.6±0.2，無需調(diào)節(jié)即可釋放麥芽淀粉酶持續(xù)供糖，形成“緩釋碳源”效應(yīng)。其低pH與高還原糖組合，既能抑制多數(shù)細(xì)菌蔓延，又為酵母、絲狀菌及嗜酸微藻提供“即食”氮碳，是實(shí)驗(yàn)室搖瓶、工業(yè)菌種活化與次級(jí)代謝研究的“第一步”。在釀酒酵母中，30℃、200 r/min培養(yǎng)16 h，OD???輕松破1.5，細(xì)胞活性>95%，直接轉(zhuǎn)接乙醇發(fā)酵罐可縮短延滯期6 h；若用于產(chǎn)赤霉素藤倉(cāng)鐮刀菌，只需將葡萄糖降至5 g，并補(bǔ)加0.5 g NH?NO?，28℃靜置5天，赤霉素GA?產(chǎn)量可達(dá)320 mg L?1，比PDB提高40%。MY培養(yǎng)基的另一優(yōu)勢(shì)是“可視化”：含2%瓊脂即成MYA平板，菌落形態(tài)飽滿、色素鮮艷，青霉呈藍(lán)綠，紅酵母顯玫瑰紅，常被用作教學(xué)示范板。質(zhì)量控制亦輕松：高壓后若顏色加深，說明美拉德反應(yīng)過度，可改用115℃滅菌20 min；室溫存放1個(gè)月仍澄清，即可繼續(xù)使用。憑借其組分明確、成本低廉、配制快速，MY培養(yǎng)基已從傳統(tǒng)釀酒實(shí)驗(yàn)室走向合成生物學(xué)、次級(jí)代謝與益生菌高密度發(fā)酵，成為微生物學(xué)家手中“養(yǎng)菌如泡茶”的經(jīng)典底牌。小小威氏芽孢桿菌，用微米之軀守護(hù)綠色豐收，讓農(nóng)藥瓶少一個(gè)，飯碗多一粒。綠穗霉

生物脫膠過程更加溫和，不會(huì)對(duì)纖維造成損傷，從而提高了纖維的質(zhì)量和強(qiáng)度。層出鐮孢

冷解糖芽孢桿菌（Bacillus psychrosaccharolyticus）是芽孢桿菌屬的“低溫工匠”。菌體在10–40℃皆能生長(zhǎng)，更適25–30℃；芽孢橢圓、中生，可耐干燥、耐紫外，貨架期長(zhǎng)，為制劑化提供質(zhì)量材料。其名字里的“解糖”源于強(qiáng)大的胞外酶系：淀粉酶、纖維素酶、瓊脂糖酶活性高，能把大分子碳源切成低聚糖，既供自己能量，也為周圍菌群“開糧倉(cāng)”，成為低溫堆肥、海藻殘?jiān)到獾南蠕h。更難得的是它“抑菌+保水”雙技能。平板對(duì)峙試驗(yàn)顯示，對(duì)黃瓜尖孢鐮刀菌、棉花立枯絲核菌、茄青枯拉爾氏菌等7種病原菌抑制率超50%，其中對(duì)黃瓜枯萎病原抑菌帶寬達(dá)8mm，抑制率80%以上。機(jī)理在于分泌環(huán)脂肽和胞外多糖：多糖成膜后降低葉片水分散失，同時(shí)吸附Pb2?、Cd2?、Cu2?，1h內(nèi)對(duì)鉛吸附量可達(dá)50mg/g，為重金屬污染農(nóng)田提供“微膠囊修復(fù)”。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上，研究者將冷解糖芽孢桿菌HD-3與枯草、巨大、膠凍樣芽孢桿菌復(fù)配，再添海藻提取物、氨基酸和微量元素，制成有效活菌數(shù)2–10億/g、有機(jī)質(zhì)20–40%的“復(fù)合微生物海藻肥料”。大田試驗(yàn)中，白菜、番茄、棉花增產(chǎn)幅度均超30%，線蟲侵染率下降70%，農(nóng)藥用量減少三成；在滴灌肥中添加1‰胞外多糖，玉米抗旱期延長(zhǎng)7天，產(chǎn)量提高18%。層出鐮孢