星孢類芽孢桿菌

擴(kuò)散芽孢桿菌（Bacillus diffusus）是芽孢桿菌屬里的“運(yùn)動(dòng)健將”。菌體桿狀、周生鞭毛，在瓊脂表面可形成迅速擴(kuò)展的薄膜狀菌落，24 h內(nèi)直徑達(dá)80 mm，故得名“diffusus”。其更適生長(zhǎng)溫度30–37 ℃，pH 6–9，耐干燥、耐紫外，芽孢可存活十年以上，為制劑化提供質(zhì)量特性。一、快速定殖菌株DSM 13271分泌大量胞外多糖，降低表面張力，使菌體在沙壤土中遷移速度提高3倍；與枯草芽孢桿菌復(fù)配，可形成“生物被膜”，優(yōu)先占據(jù)根際生態(tài)位，抑制病原菌入侵。二、廣譜抑菌擴(kuò)散芽孢桿菌產(chǎn)生diffusin脂肽，對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎等病原菌抑菌帶寬達(dá)28 mm；溫室試驗(yàn)顯示，畝用200 g菌粉滴灌，黃瓜枯萎病指下降45 %，農(nóng)藥用量減少三分之一。三、促生提質(zhì)菌株IAA產(chǎn)量25 mg·L?1，溶磷2.9 mg·L?1，并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇，誘導(dǎo)玉米側(cè)根增30 %，吸磷量提20 %；新疆鹽堿地示范，冬小麥千粒重增1.5 g，產(chǎn)量提高8 %。四、工業(yè)酶潛力其耐堿蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比較高，已用于洗滌劑，低溫去污力提升25 %；胞外多糖乳化力強(qiáng)，可作為鉆井泥漿降濾失劑，耐鹽達(dá)12 %。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。星孢類芽孢桿菌

特基拉芽孢桿菌（Bacillus tequilensis）是芽孢桿菌屬中一顆快速升起的新星。更早在墨西哥酒窖的橡木桶中被發(fā)現(xiàn)，它可在60℃、8%乙醇或含砷10g/L的廢水中保持活性，芽孢能休眠十年不死，被視作“極端環(huán)境基因庫(kù)”。其抗逆機(jī)制由“吸附-代謝-固定”三級(jí)網(wǎng)絡(luò)組成：ArsR-arsB-arsC操縱子把As3?氧化為低毒As??并泵出胞外；組氨酸富集蛋白Teq可吸附Au3?、Cd2?，吸附量達(dá)50mg/g，使湖南砷污染稻田兩年可溶砷下降45%，稻米增產(chǎn)15%，籽粒砷低于國(guó)標(biāo)一半。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，特基拉芽孢桿菌表現(xiàn)出廣譜抑菌與促生雙重功效。菌株M408F10-3F8對(duì)12種病原菌和卵菌有強(qiáng)拮抗作用，黃瓜枯萎盆栽防效58%，與多菌靈相當(dāng)，同時(shí)分泌IAA促生；菌株2-2a對(duì)大豆炭疽、黑斑、灰斑等葉部病害及根腐、立枯等土傳病害兼具防效，且定殖速度快；菌株20Q9B-2-14對(duì)馬鈴薯軟腐病菌抑制明顯，為生防制劑添新選項(xiàng)。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，菌株ZSGD5與Bt-CO通過“異養(yǎng)硝化-好氧反硝化”低耗氧途徑，把氨氮、亞硝酸鹽迅速轉(zhuǎn)為氮?dú)庖莩觯?℃仍保持活性，可使斑節(jié)蝦、花白鰱池塘氨氮下降60%，換水量減少三成。阿薩斯絲孢酵母更妙的是，它能分解有機(jī)磷長(zhǎng)鏈，釋放正磷酸供作物吸收，相當(dāng)于給土壤配了“微肥”。

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 %。

潘諾尼亞鎖霉（Itersonilia pannonica）是一株擔(dān)子菌門、鎖霉屬的低溫絲狀菌，原產(chǎn)中國(guó)，常見于草地、腐葉及冷藏蔬菜表面。菌絲白色至淡黃，擴(kuò)展呈絨毯狀，更適生長(zhǎng)17℃，pH6，需氧，對(duì)鹽濃度變化敏感，4℃保存即可。一、科研價(jià)值耐冷特性使其成為冷鏈?zhǔn)称费芯康哪Ｊ骄?；與氈狀金孢霉近緣，基因組含多種細(xì)胞壁降解酶基因，可用于低溫酶篩選及擔(dān)子菌系統(tǒng)發(fā)育分析。二、生物防治潛力培養(yǎng)濾液對(duì)灰霉、菌核等植物病原菌抑制圈達(dá)15–20 mm，并能分泌幾丁質(zhì)酶，分解線蟲卵殼，盆栽試驗(yàn)使番茄根結(jié)線蟲侵染率下降40 %，為開發(fā)低溫生劑提供候選。三、低溫酶應(yīng)用菌株在10℃仍產(chǎn)較高活性纖維素酶和β-葡萄糖苷酶，可用于低溫洗滌、紙漿漂白或冷鏈廢棄物降解，節(jié)能20 %，降低高溫處理成本。四、教學(xué)與質(zhì)控生物危害四類，培養(yǎng)簡(jiǎn)易，國(guó)內(nèi)多所高校將其列入“冷鏈微生物”教學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可通過梯度平板直觀觀察低溫生長(zhǎng)曲線，并用于冷藏食品監(jiān)測(cè)的陽性對(duì)照。未來，借助合成生物學(xué)，把潘諾尼亞鎖霉的冷活性酶基因?qū)牍I(yè)酵母，有望構(gòu)建“冷鏈-降解”一體化細(xì)胞工廠，為冷鏈物流、低溫環(huán)保和綠色防控提供新工具。小小鎖霉，用一把“冷鑰匙”開啟低溫生物技術(shù)的廣闊天地。小小格雷厄姆氏根瘤菌，用微米之軀撬動(dòng)綠色農(nóng)業(yè)，讓藍(lán)天少一縷煙，田里多一季香。

譎詐明串珠菌（Leuconostoc fallax）是明串珠菌屬中“貌善心狠”的。菌落乳白、表面光滑，細(xì)胞球形成對(duì)，發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣，看似溫順，卻能在泡菜前期迅速增殖，借“糖衣”胞外多糖包裹自己，欺騙宿主免疫系統(tǒng)，故得“譎詐”之名?；蚪M分析揭示，它攜帶一套罕見的寡肽轉(zhuǎn)運(yùn)與組氨酸激酶雙組分系統(tǒng)，可感知滲透壓與酸度變化，一旦環(huán)境pH降至4.0以下，便啟動(dòng)“式”產(chǎn)酸爆發(fā)，短時(shí)間內(nèi)釋放大量乳酸與乙酸，排擠同壇的乳酸菌盟友，獨(dú)占發(fā)酵主導(dǎo)權(quán)。更“狡黠”的是，該菌能分泌一種細(xì)菌素Fallaxin，對(duì)李斯特菌、金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽性食源性致病菌具有窄譜殺傷，卻對(duì)自身及泡菜關(guān)鍵菌株無害，借此在微生態(tài)博弈中“借刀殺人”。然而，其高活性胞外多糖合成酶在低溫（4℃）仍持續(xù)表達(dá)，導(dǎo)致泡菜后熟期口感發(fā)黏，被食品工程師視為“品質(zhì)陷阱”。研究嘗試通過CRISPR敲除其負(fù)調(diào)控基因rex，使譎詐明串珠菌在pH 3.8即自動(dòng)休眠，既保留抑菌特長(zhǎng)，又避免過度產(chǎn)黏，為精細(xì)控制傳統(tǒng)發(fā)酵蔬菜的微生態(tài)提供了一把“基因開關(guān)”。強(qiáng)壯類芽孢桿菌是一種極具潛力的益生菌，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。烏克蘭毛霉

這種芽孢桿菌能夠分泌多種酶，如果膠酶、纖維素酶和木質(zhì)素酶等。星孢類芽孢桿菌

耐熱芽孢桿菌（Geobacillus stearothermophilus）是微生物世界的“高溫鐵人”。其更適生長(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。該菌的耐熱密碼在于：細(xì)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(dòng)性；組蛋白樣蛋白緊緊包裹DNA，防止高溫?cái)嗔眩煌瑫r(shí)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(shí)間縮短一半，廣用于酒精、制糖、紡織退漿，年市場(chǎng)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(jī)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 %。星孢類芽孢桿菌