烏拉姆伯克霍爾德氏菌

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(guò)“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。因其安全無(wú)殘留，我國(guó)年產(chǎn)量已達(dá)3.5萬(wàn)噸，覆蓋333萬(wàn)公頃農(nóng)田，成為用量大的微生物殺蟲(chóng)劑 。烏拉姆伯克霍爾德氏菌

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。鐘形孢枝頂孢其芽孢可抗紫外、耐干燥，貨架期長(zhǎng)達(dá)24個(gè)月，為商品化奠定基礎(chǔ)。

赫氏埃希氏菌是深海熱液口的“化學(xué)魔術(shù)師”，能在攝氏百度、千倍大氣壓的暗夜里，把硫化氫當(dāng)早餐，把二氧化碳當(dāng)點(diǎn)心來(lái)款待。它用氫硫還氧酶把劇毒硫化氫拆成電子與質(zhì)子，驅(qū)動(dòng)ATP合酶高速旋轉(zhuǎn)，合成能量，再借逆三羧酸循環(huán)把無(wú)機(jī)碳織成有機(jī)糖，無(wú)需陽(yáng)光，也能養(yǎng)活整片“黑煙囪”叢林。科學(xué)家搭乘深潛器采集菌體，發(fā)現(xiàn)其細(xì)胞膜含特殊醚鍵脂質(zhì)，像給自身裹上耐高溫的陶瓷瓦，蛋白質(zhì)內(nèi)部也布滿(mǎn)離子鍵，仿佛微型鋼鐵骨架，才讓它在沸水中依舊柔韌。實(shí)驗(yàn)室里，研究團(tuán)隊(duì)把它的固碳基因簇移植到工業(yè)大腸桿菌，使后者能在廢氣流里自養(yǎng)生長(zhǎng)，產(chǎn)出的聚羥基脂肪酸酯可制可降解塑料，為碳中和提供新思路。小小赫氏埃希氏菌，用肉眼看不見(jiàn)的臂膀，托住地球深部與未來(lái)的綠色循環(huán)。

鹽敏芽孢桿菌（Bacillus halmapalus）是芽孢桿菌屬中“怕鹽”的稀有成員，卻因此成為科研與教學(xué)的“模式對(duì)照株”。標(biāo)準(zhǔn)菌株 DSM8723 更初由丹麥 Novo Nordisk 分離，更適 NaCl 濃度只 0.5 %，鹽度 >2 % 即明顯受抑，與嗜鹽菌形成鮮明對(duì)比，為研究芽孢桿菌耐鹽機(jī)制提供了理想“負(fù)對(duì)照”。一、形態(tài)與生理菌落乳白色、邊緣光滑，革蘭氏陽(yáng)性大桿菌，具周生鞭毛，可形成橢圓芽孢；氧化酶陽(yáng)性，好氧，更適溫度 30 ℃、pH 7.0，能分泌 α-淀粉酶，在 DSMMedium 31 培養(yǎng)基中生長(zhǎng)迅速。二、科研價(jià)值由于鹽敏感特征明確，常被用作“鹽脅迫空白”：與耐鹽菌株進(jìn)行平行轉(zhuǎn)錄組、蛋白組比較，可快速鎖定 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、相容溶質(zhì)合成酶等關(guān)鍵耐鹽基因；其 α-淀粉酶在 0–1 % NaCl 時(shí)活力比較高，鹽度升高活性驟降，為研究酶分子鹽適應(yīng)機(jī)制提供“開(kāi)關(guān)型”模型。三、教學(xué)與質(zhì)控國(guó)內(nèi)多所高校將其列為微生物實(shí)驗(yàn)“鹽梯度生長(zhǎng)”標(biāo)準(zhǔn)菌，學(xué)生通過(guò)梯度平板即可直觀觀察鹽濃度對(duì)芽孢桿菌生長(zhǎng)速率、芽孢形成率及酶活性的影響，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好、安全等級(jí) 1 級(jí)，無(wú)需特殊防護(hù)。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”。

擬圓孢線(xiàn)黑粉菌（Filobasidium globisporum）隸屬擔(dān)子菌門(mén)、線(xiàn)黑粉目，是一類(lèi)以?xún)龈煞坌问奖４?、生物危害四?lèi)的非模式菌，卻在低溫酶學(xué)與綠色技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)巨大潛力。一、分類(lèi)與培養(yǎng)特性菌株為乳白色、濕潤(rùn)的酵母狀菌落，更適培養(yǎng)溫度20℃，可在4–10℃長(zhǎng)期冷藏存活2–25年；YPM培養(yǎng)基（甘露醇20g/L、酵母提取物、蛋白胨）即可滿(mǎn)足生長(zhǎng)，液體培養(yǎng)需避免長(zhǎng)時(shí)間靜置以保持活性。二、低溫酶工廠(chǎng)在20℃條件下，該菌分泌高活性纖維素酶、β-葡萄糖苷酶和木質(zhì)素降解酶，10℃時(shí)仍保留70%以上酶活，適合冷鏈廢棄物處理、低溫洗滌和紙漿漂白，可節(jié)省蒸汽能耗約20%。三、代謝產(chǎn)物多樣發(fā)酵液中可檢測(cè)抗生物質(zhì)、色素及胞外多糖，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌具有明顯抑制圈；其胞外多糖乳化力強(qiáng)，已作為天然增稠劑用于食品與化妝品小樣試制。四、環(huán)境修復(fù)潛力菌絲體對(duì)苯酚、重金屬Cd2?、Pb2?表現(xiàn)出吸附-降解雙重作用，5d內(nèi)可將50mg/L苯酚降至5mg/L以下，吸附鉛量達(dá)45mg/g，為低溫含酚廢水、重金屬污染水體提供生物修復(fù)候選。五、科研與安全作為四類(lèi)危害微生物，操作只需BSL-1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室；凍干粉復(fù)蘇快、ITS序列清晰，是研究擔(dān)子菌低溫酶調(diào)控、孢子長(zhǎng)期保存及冷鏈機(jī)制的理想模式菌。晝夜輸送給花生，畝產(chǎn)蛋白因此提升三成，農(nóng)戶(hù)少施20公斤尿素，卻多收一筐飽滿(mǎn)果仁。烏拉姆伯克霍爾德氏菌

在工業(yè)領(lǐng)域，解硫胺素類(lèi)芽孢桿菌的應(yīng)用主要集中在生物合成方面。烏拉姆伯克霍爾德氏菌

蘇云金桿菌（Bacillus thuringiensis，簡(jiǎn)稱(chēng)Bt）是土壤里走出的“生物導(dǎo)彈”。它在芽孢形成時(shí)同步合成伴胞晶體，內(nèi)藏δ-內(nèi)；當(dāng)鱗翅目幼蟲(chóng)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(jìn)入血腔，引發(fā)敗血癥，害蟲(chóng)兩日后饑餓而亡 。田間每畝用200毫升Bt懸浮劑，可將菜青蟲(chóng)、稻縱卷葉螟、玉米螟等130余種害蟲(chóng)的種群壓到經(jīng)濟(jì)閾值以下，且對(duì)瓢蟲(chóng)、蜜蜂幾乎無(wú)害 。因其安全無(wú)殘留，我國(guó)年產(chǎn)量已達(dá)3.5萬(wàn)噸，覆蓋333萬(wàn)公頃農(nóng)田，成為用量比較大的微生物殺蟲(chóng)劑 ?？茖W(xué)家把Cry基因?qū)朊藁ā⑺?，培育的Bt作物畢生自帶抗蟲(chóng)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(lèi)守住綠色豐收與清潔水源 。烏拉姆伯克霍爾德氏菌