長(zhǎng)柔毛栓孔菌

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。在工業(yè)領(lǐng)域，解硫胺素類芽孢桿菌的應(yīng)用主要集中在生物合成方面。長(zhǎng)柔毛栓孔菌

鹽反硝化枝芽孢桿菌（Virgibacillus halodenitrificans）是芽孢桿菌科中兼具“嗜鹽”與“反硝化”雙重技能的稀有物種。模式菌株 ATCC 49067 分離自法國(guó)太陽能鹽場(chǎng)，可在 2–23 % NaCl、10–45 °C 范圍內(nèi)生長(zhǎng)，更適鹽度 3–7 %、pH 7.4–7.5，細(xì)胞壁含 meso-DAP，肽聚糖厚且膜脂分支，賦予其耐高滲與堿脅迫的能力。一、鹽中反硝化該菌攜帶完整的 narG/napA-nirK-nor-nosZ 基因簇，能在 3–12 % 鹽度下將 NO?? 依次還原為 N?，并同步積累四氫嘧啶作為相容溶質(zhì)，既完成脫氮又抵御滲透沖擊。實(shí)驗(yàn)室搖瓶試驗(yàn)顯示，鹽度 8 % 時(shí)其對(duì) NO??-N 去除率仍達(dá) 90 % 以上，N?O 釋放量低于檢測(cè)限，為高鹽廢水生物脫氮提供了“零碳源”方案。二、油田與暗管應(yīng)用菌株 WH-6 被制成“熱-鹽雙耐”菌劑，在 55–80 °C、0.5–3.5 % NaCl 的采出水體系中，通過優(yōu)先利用 NO?? 作電子受體，抑制硫酸鹽還原菌活性，使 H?S 產(chǎn)量下降 70 %，延長(zhǎng)注水井管柱壽命。同時(shí)，含該菌的清淤劑與多孔沸石復(fù)配，用于鹽堿地暗管排鹽，一年后鹽水收集率提高 35 %，出口渾濁度降至 4.7 mg L?1，明顯緩解因泥沙堵塞造成的維護(hù)難題。三、農(nóng)業(yè)與生態(tài)修復(fù)在 1 % 鹽度盆栽中，接種 10? CFU g?1 土壤，可使生菜根際鉀提高 20 %，硝酸鹽含量下降 15 %，產(chǎn)量增 12 %。

德氏乳桿菌德氏亞種（Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii）是乳酸菌家族中更早被分離命名的“元老”之一，1901年即進(jìn)入科學(xué)視野。菌體短桿、無芽孢、不運(yùn)動(dòng)，專性發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)乳酸，更適生長(zhǎng)溫度42～45℃，可在pH 3.5的酸環(huán)境中存活，耐高溫卻畏冷，4℃即停止繁殖?；蚪M只1.8 Mb，代謝途徑精簡(jiǎn)，卻擁有完整的乳酸脫氫酶與寡肽轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，使其在蛋白質(zhì)豐富的基質(zhì)中快速產(chǎn)酸，抑制菌。工業(yè)上，它是酸奶、瑞士奶酪與保加利亞傳統(tǒng)發(fā)酵乳的關(guān)鍵菌種，與嗜熱鏈球菌協(xié)同可將牛乳在3小時(shí)內(nèi)酸化至pH 4.2，形成細(xì)膩凝乳與特征性乙醛風(fēng)味；同時(shí)分泌胞外多糖，賦予產(chǎn)品順滑口感并延緩后酸化。近年研究還發(fā)現(xiàn)，其表面蛋白SlpA能黏附腸道上皮，誘導(dǎo)IL-10分泌，緩解小鼠結(jié)腸炎；熱滅活菌體亦可通過啟動(dòng)樹突細(xì)胞TLR2信號(hào)，增強(qiáng)腸道IgA應(yīng)答，兼具益生與免疫調(diào)節(jié)潛力。隨著合成生物學(xué)興起，德氏乳桿菌德氏亞種被工程化改造為“活藥工廠”，可在腸道內(nèi)持續(xù)釋放胰島素樣肽或白細(xì)胞介素，為糖尿病與炎癥性腸病提供新型微生態(tài)治療方案。

環(huán)狀芽孢桿菌（Bacillus circulans）是芽孢桿菌屬的“多面手”，因菌落邊緣呈規(guī)則的環(huán)狀擴(kuò)散而得名。菌體短桿、革蘭氏陽性，具周生鞭毛，可形成橢圓芽孢，更適溫度30–37 ℃，pH 6–9，廣分布于土壤、淡水與海洋沉積物中。一、細(xì)胞壁“”該菌能產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶、β-1,3-葡聚糖酶和纖維素酶，可分解菌細(xì)胞壁、植物殘?bào)w和甲殼類廢料，為碳循環(huán)打開“綠色通道”。實(shí)驗(yàn)室條件下，其幾丁質(zhì)酶粗酶液4 h內(nèi)可降解蟹殼粉60 %，為甲殼素提取提供環(huán)保方案。二、生物防治與促生菌株BC-01分泌circulin A/B環(huán)肽，對(duì)立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達(dá)25 mm；同時(shí)產(chǎn)IAA 20 mg·L?1，使玉米根長(zhǎng)增30 %，吸磷量提22 %。大棚試驗(yàn)每畝滴灌200 g菌粉，黃瓜枯萎病指下降40 %，產(chǎn)量增12 %。三、工業(yè)酶寶庫環(huán)狀芽孢桿菌的堿性蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比較高，已用于無磷洗滌劑，血漬去污力提升30 %；耐熱β-淀粉酶可將淀粉轉(zhuǎn)化為麥芽糖，糖漿得率提高15 %，為食品與發(fā)酵工業(yè)提供綠色催化劑。四、醫(yī)藥與環(huán)保該菌能合成胞外多糖，具有良好的乳化和增稠性能，已用于面包保鮮，貨架期延長(zhǎng)3天?？茖W(xué)家把Cry基因?qū)朊藁ā⑺?，培育的Bt作物畢生自帶抗蟲盾，減少農(nóng)藥噴灑七成以上 。

改良巴爾斯氏培養(yǎng)基基礎(chǔ)（不含硫酸亞鐵銨）是專為趨磁細(xì)菌Magnetospirillum gryphiswaldense等設(shè)計(jì)的高純度液體平臺(tái)。經(jīng)典巴爾斯配方中，硫酸亞鐵銨既作鐵源又兼還原劑，卻易氧化沉淀，導(dǎo)致批次差異大、磁小體晶型不均。改良版本徹底剔除該鹽，把鐵供給與氧化還原控制拆成兩步：基礎(chǔ)培養(yǎng)基只含乳酸鈉、琥珀酸鈉雙碳源，酵母粉0.05 %，K?HPO? 5 mmol，MgSO?、CaCl?及微量元素各1 mL L?1，pH 6.8±0.1，經(jīng)0.22 μm過濾除菌，保證無色透明、無沉淀，4 ℃可保存3個(gè)月。使用時(shí)，先在基礎(chǔ)液中通N?/CO?（80:20）除氧，再按實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)由無菌厭氧瓶補(bǔ)加可溶Fe(Ⅲ)-檸檬酸或FeCl?溶液，終濃度10–100 μmol，鐵形態(tài)與劑量可精確到0.1 μmol，避免傳統(tǒng)配方一次性投鐵產(chǎn)生的氧化應(yīng)激。與此同時(shí)，通過微氧發(fā)酵系統(tǒng)把溶解氧穩(wěn)定在0.5 %空氣飽和度，氧化還原電位降至–50 mV，磁小體合成效率提升2.4倍，Cmag值達(dá)1.2以上，而細(xì)胞干重仍保持2 g L?1。改良基礎(chǔ)還兼容同位素標(biāo)記與金屬摻雜：只需把??Fe-檸檬酸或CoCl?按1 at.%比例加入，即可制備高純度??Fe或Co摻雜磁小體，為M?ssbauer譜、磁熱療研究提供批次可重復(fù)的生物納米磁源。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%。牡蠣形擬層孔菌

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。長(zhǎng)柔毛栓孔菌

綠色綠芽菌（Blastochloris viridis）是一株綠色、能出芽的光合細(xì)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(dòng)；革蘭氏陰性，無芽孢，不形成芽孢鏈，通過不對(duì)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(xì)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(jìn)行不產(chǎn)氧光合，為光能異養(yǎng)生長(zhǎng)提供優(yōu)勢(shì)。更適生長(zhǎng)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(dòng)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(jí)脂肪酸和多種有機(jī)酸，也被探索用于高濃度有機(jī)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(xì)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(xì)菌葉綠素b合成基因簇已被克隆，為構(gòu)建近紅外驅(qū)動(dòng)細(xì)胞工廠奠定了遺傳基礎(chǔ)。長(zhǎng)柔毛栓孔菌