黃色冷桿菌

克氏芽孢桿菌（Bacillus kochii）是芽孢桿菌屬的新成員，2006年由德國(guó)科學(xué)家從高溫堆肥中分離，命名致敬現(xiàn)代微生物學(xué)奠基人羅伯特·科赫。菌體桿狀、革蘭氏陽(yáng)性，可形成橢圓芽孢，更適溫度45–55 ℃，pH 6.5–8.5，兼具“嗜熱+解磷+拮抗”三重技能，是土壤微生態(tài)研究的熱點(diǎn)菌種。一、解磷促生菌株TP-6分泌葡萄糖酸、乳酸和磷酸酶，可將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷277 mg·kg?1，盆栽玉米根際有效磷提高42 %，植株干重增加30 %；同時(shí)產(chǎn)IAA 18 mg·L?1，誘導(dǎo)側(cè)根數(shù)量增35 %，吸鉀量提20 %，實(shí)現(xiàn)“氮磷鉀”三要素同步活化。二、生物防治克氏芽孢桿菌產(chǎn)生kochii環(huán)脂肽，對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、棉花黃萎抑菌帶寬達(dá)26 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，果實(shí)Vc含量提高10 %。三、工業(yè)酶潛力其耐熱堿性淀粉酶更適溫度65 ℃、pH 9，在紡織退漿中可省略堿中和步驟，節(jié)能15 %；耐熱蛋白酶在50 ℃、pH 10下對(duì)血漬去污力提升25 %，已列入無(wú)磷洗滌劑助劑。四、環(huán)境修復(fù)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7 d；菌體還能吸附Cd2?、Pb2?，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。功能層面，巴基斯坦賴(lài)氨酸芽孢桿菌表現(xiàn)出“促生-抗病-解決”三合一特性。黃色冷桿菌

施氏芽孢桿菌（Bacillus smithii）是芽孢桿菌屬中少見(jiàn)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(zhǎng)，更適溫度 55 ℃，芽孢耐 100 ℃沸水 2 h 仍存活，是驗(yàn)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(guó)團(tuán)隊(duì)從湖南鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2（保藏號(hào) 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(jī)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(shí)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(gè)，對(duì)后期倒伏有明顯緩解作用。卡氏黃褐桿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(hù)中展現(xiàn)出巨大的潛力。

死谷芽孢桿菌，名字聽(tīng)來(lái)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”?？蒲袌F(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(lái)，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(lèi)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。

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 %。死谷芽孢桿菌，名字聽(tīng)來(lái)荒涼，卻是沙漠表層耐命的“綠洲工匠”。

侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠，直徑不過(guò)微米，卻能把天空搬上餐桌。當(dāng)春雨浸潤(rùn)，休眠的它隨水流游向豆科稚嫩的根毛，像機(jī)敏的牧羊犬識(shí)別前列聲啼哭。雙方以化學(xué)密語(yǔ)互通：根分泌類(lèi)黃酮，菌回贈(zèng)Nod因子，根毛收到暗號(hào)立刻蜷曲內(nèi)陷，把菌請(qǐng)進(jìn)“客廳”，并發(fā)出指令讓皮層細(xì)胞分裂，幾天便鼓出粉白瘤狀“育嬰室”。瘤內(nèi)氧氣被植物合成的血紅蛋白調(diào)到恰好，菌體也變形為膨大“類(lèi)菌體”，固氮酶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，把空氣中占七成卻極穩(wěn)定的N?裂成NH?，再經(jīng)谷氨酰胺合成酶轉(zhuǎn)化為氨基酸，沿維管束晝夜輸送給宿主，自己只留一口碳糖作為“房租”。溫室示蹤顯示，一畝接種的春豌豆可少施18公斤尿素，籽粒蛋白卻增3.6%，相當(dāng)于多收兩袋奶粉；收獲后根瘤脫落，礦化釋氮，后茬玉米吸氮量提15%，土壤硝態(tài)淋失降四成，地下水不再喊“又咸又綠”。在西南山區(qū)，農(nóng)民把菌劑與草木灰拌種，坡地扁豆畝產(chǎn)翻半，省錢(qián)買(mǎi)化肥，村里小學(xué)因此添了圖書(shū)角。更妙的是，菌渣富含多糖，能把沙粒粘成團(tuán)粒，三年后板結(jié)田的孔隙度增加一成，蚯蚓回歸，雨后不再硬如磚。如今生物公司把菌液封裝成鋁箔袋，春耕拌種即可，比化肥便宜三成，比糞肥干凈百倍。同時(shí)釋放揮發(fā)性 2,3-丁二醇，啟動(dòng)植物 ISR 信號(hào)，使葉片過(guò)氧化物酶活性提高 1.8 倍，達(dá)到“未病先防”。就地堆肥地芽孢桿菌

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(zhǎng)得壯，像給土地存了活期存折。黃色冷桿菌

擬近緣鞘孢菌（Chalara pseudoaffinis）是子囊菌門(mén)、盤(pán)菌亞綱、囊菌目下的絲狀菌，更早在中國(guó)內(nèi)蒙古阿爾山杜鵑湖湖水中被分離得到 。菌落灰白色，基質(zhì)菌絲發(fā)達(dá)，可形成瓶梗式分生孢子器，產(chǎn)橢圓形分生孢子，需氧、耐低溫，4 ℃仍可緩慢生長(zhǎng)，適合作為冷鏈環(huán)境研究模型 。生態(tài)功能方面，該菌能分泌一系列細(xì)胞壁降解酶，可分解落葉與植物殘?bào)w中的纖維素和半纖維素，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)礦化，為水體微生物提供碳源 。初步試驗(yàn)表明，其培養(yǎng)濾液對(duì)灰霉、菌核等植物病原菌具有拮抗活性，抑菌圈直徑15–20 mm，同時(shí)可產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶，破壞線蟲(chóng)卵殼，盆栽試驗(yàn)使番茄根結(jié)線蟲(chóng)侵染率下降40 %，顯示出開(kāi)發(fā)低溫生防制劑的潛力 。工業(yè)應(yīng)用上，擬近緣鞘孢菌的低溫酶系活性突出，10 ℃條件下纖維素酶和β-葡萄糖苷酶仍保持70 %以上活力，可用于冷鏈廢棄物降解、低溫洗滌或紙漿漂白，節(jié)能20 %并減少高溫處理成本 。此外，其耐冷特性使其成為教學(xué)與科研中常用的“冷鏈模式菌”，高校常利用其進(jìn)行低溫生長(zhǎng)、酶學(xué)及系統(tǒng)發(fā)育實(shí)驗(yàn)，安全等級(jí)為四類(lèi)，操作簡(jiǎn)便 。黃色冷桿菌