綠色綠芽菌(Blastochloris viridis)是一株綠色、能出芽的光合細菌,隸屬α-變形菌綱芽生綠菌屬。菌體圓形至卵圓,具極生鞭毛,可活躍游動;革蘭氏陰性,無芽孢,不形成芽孢鏈,通過不對稱出芽繁殖,是光合菌中少見的“芽殖型”。它的培養(yǎng)物呈橄欖綠至翠綠,源于細菌葉綠素b與類胡蘿卜素的組合,吸收波段集中在700-900 nm近紅外區(qū),可在弱光或近紅外環(huán)境中進行不產(chǎn)氧光合,為光能異養(yǎng)生長提供優(yōu)勢。更適生長溫度30℃,pH 6.8-7.5,鹽度0-6%,兼性微好氧,黑暗條件下也能緩慢呼吸增殖,適應(yīng)淡水到河口多種生境。綠色綠芽菌的光合內(nèi)膜為囊泡狀,含Q-8、Q-10、MK-7、MK-9等醌類,G+C mol% 66-71,系統(tǒng)發(fā)育與紅游動菌屬更接近。其反應(yīng)中心結(jié)構(gòu)與電子傳遞鏈已被解析,是研究光能轉(zhuǎn)化和人工光合器件的模型生物。應(yīng)用方面,菌株ATCC 19567常用于教學(xué)與科研;因其能利用低級脂肪酸和多種有機酸,也被探索用于高濃度有機廢水處理,可在光照厭氧反應(yīng)器中同步去除COD并回收單細胞蛋白,為“光合-凈水-資源”一體化提供新思路。隨著合成生物學(xué)發(fā)展,綠色綠芽菌的細菌葉綠素b合成基因簇已被克隆,為構(gòu)建近紅外驅(qū)動細胞工廠奠定了遺傳基礎(chǔ)。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%。肉桂粟色鏈霉菌
檸檬色明串珠菌(Leuconostoc citreum)是明串珠菌屬的一種革蘭氏陽性、兼性厭氧的球形乳酸菌,廣存在于泡菜、奶酪、黑麥蜜露等天然發(fā)酵環(huán)境中。該菌在MRS培養(yǎng)基上形成白色、濕潤、圓形小菌落,細胞呈卵圓形或球形,常以珠狀連接排列,不產(chǎn)芽孢,無運動性。檸檬色明串珠菌具有較強的糖類發(fā)酵能力,可利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖等產(chǎn)酸產(chǎn)氣,發(fā)酵過程中生成乳酸、乙酸及雙乙酰等風(fēng)味物質(zhì),是泡菜和奶酪發(fā)酵中的重要功能菌之一。其代謝產(chǎn)物不僅能降低環(huán)境pH值,抑制有害菌生長,還能賦予發(fā)酵食品特有的香氣和口感,常用于泡菜釀造和干酪輔發(fā)酵劑的開發(fā)。此外,檸檬色明串珠菌對萬古霉素天然耐藥,但在免疫正常人群中致病性較低,主要沾染低下者,偶可引起呼吸道沾染等機會性沾染,臨床報道較少,上需根據(jù)藥敏結(jié)果選用氨基糖苷類或四環(huán)素類藥物。綜上所述,檸檬色明串珠菌作為一種具有工業(yè)應(yīng)用潛力的乳酸菌,在食品發(fā)酵領(lǐng)域展現(xiàn)出良好前景,但在應(yīng)用過程中仍需關(guān)注其耐藥性和安全性評估。糖考克娃酵母耐熱芽孢芽孢桿菌可耐受55 ℃、高鹽環(huán)境,利用原油為碳源,產(chǎn)生生物表面活性劑,提高采收率5–8%。

耐熱芽孢芽孢桿菌(Geobacillus stearothermophilus,舊稱Bacillus stearothermophilus)是微生物世界的“高溫鐵人”。其更適生長溫度55–65 ℃,芽孢可耐100 ℃沸水2小時、紫外線輻照8小時仍存活,被廣用于檢驗高壓滅菌效果。該菌的耐熱密碼在于:細胞膜富含支鏈脂肪酸和鈣-吡啶二羧酸復(fù)合物,降低膜流動性;組蛋白樣蛋白緊緊包裹DNA,防止高溫斷裂;同時擁有一套高效熱休克蛋白(Hsp)系統(tǒng),可快速修復(fù)變性蛋白。在工業(yè)酶領(lǐng)域,耐熱芽孢芽孢桿菌是“催化劑工廠”。其分泌的耐高溫α-淀粉酶在90 ℃、pH 6.0條件下活性比較高,可將淀粉液化時間縮短一半,廣用于酒精、制糖、紡織退漿,年市場需求超萬噸;耐熱蛋白酶則在60 ℃仍保持80%活性,可用于洗滌劑,提高低溫洗衣的去污力。此外,該菌還能合成耐高溫木聚糖酶和脂肪酶,在造紙漂白和生物柴油合成中展現(xiàn)潛力。農(nóng)業(yè)與環(huán)境方面,科學(xué)家將其與堆肥菌系復(fù)配,使堆溫迅速升至65 ℃,加速有機質(zhì)分解,殺滅病原菌和雜草種子,縮短堆肥周期30%;在油田,耐熱芽孢芽孢桿菌可耐受55 ℃、高鹽環(huán)境,利用原油為碳源,產(chǎn)生生物表面活性劑,提高采收率5–8%。
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(xué)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。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。

蟑螂埃希氏菌并非真“埃希氏菌”,而是2017年從美洲大蠊腸道里分離出的新種,學(xué)名Blattabacterium,卻與大腸桿菌同門,于是被昵稱為“蟑螂埃希氏菌”。它住在宿主脂肪體細胞內(nèi),像隨軍糧倉,把蟑螂吃剩的尿素、尿酸重新拆成氨,再摻進糖酵解中間物,合成10種必需氨基酸,回贈宿主。沒有它,蟑螂只能在高蛋白環(huán)境里長大;有了它,哪怕啃紙、啃膠水也能活得肥碩??茖W(xué)家算過,一只雌蠊若缺菌,若蟲期延長一倍,產(chǎn)卵量掉七成。更有趣的是,菌體隨卵殼傳代,百萬年來與蟑螂共譜“垂直家譜”,演化出精簡的600kb基因組,幾乎丟掉所有外壁合成基因,把防御任務(wù)全交給宿主,自己專職“氮回收”。如今,實驗室嘗試用抗生物質(zhì)“斷菌”,結(jié)果蟑螂像泄了氣的皮球,說明菌是害蟲活力的隱形引擎。小小蟑螂埃希氏菌,用顯微鏡下的齒輪,托住人類更討厭昆蟲的頑強生命,也為綠色控蟑提供新靶點:若能阻斷菌給氮,或許能讓廚房少一點深夜驚叫。耐熱芽孢芽孢桿菌是微生物世界的“高溫鐵人”。喜鹽裸囊菌
除了在環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用,土地鞘氨醇盒菌在生態(tài)系統(tǒng)中也扮演著重要角色。肉桂粟色鏈霉菌
耐熱芽孢桿菌(Geobacillus stearothermophilus)是微生物世界的“高溫鐵人”。其更適生長溫度55–65 ℃,芽孢可耐100 ℃沸水2小時、紫外線輻照8小時仍存活,被廣用于檢驗高壓滅菌效果。該菌的耐熱密碼在于:細胞膜富含支鏈脂肪酸和鈣-吡啶二羧酸復(fù)合物,降低膜流動性;組蛋白樣蛋白緊緊包裹DNA,防止高溫斷裂;同時擁有一套高效熱休克蛋白(Hsp)系統(tǒng),可快速修復(fù)變性蛋白。在工業(yè)酶領(lǐng)域,耐熱芽孢桿菌是“催化劑工廠”。其分泌的耐高溫α-淀粉酶在90 ℃、pH 6.0條件下活性比較高,可將淀粉液化時間縮短一半,廣用于酒精、制糖、紡織退漿,年市場需求超萬噸;耐熱蛋白酶則在60 ℃仍保持80 %活性,可用于洗滌劑,提高低溫洗衣的去污力。此外,該菌還能合成耐高溫木聚糖酶和脂肪酶,在造紙漂白和生物柴油合成中展現(xiàn)潛力。農(nóng)業(yè)與環(huán)境方面,科學(xué)家將其與堆肥菌系復(fù)配,使堆溫迅速升至65 ℃,加速有機質(zhì)分解,殺滅病原菌和雜草種子,縮短堆肥周期30 %;在油田,耐熱芽孢桿菌可耐受55 ℃、高鹽環(huán)境,利用原油為碳源,產(chǎn)生生物表面活性劑,提高采收率5–8 %。肉桂粟色鏈霉菌