可可乳桿菌

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，芽孢能耐受 100 ℃ 沸水 30 min，是研究極端堿適應的模式菌之一。一、耐堿機制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉運蛋白（nhaC、mnh）與碳酸酐酶，可將胞內多余 Na? 泵出并維持 pH 穩(wěn)態(tài)；細胞壁肽聚糖富含 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提供穩(wěn)定平臺。二、工業(yè)酶寶庫其耐堿蛋白酶在 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 %，降低可吸附有機鹵化物（AOX）排放。三、農業(yè)與環(huán)境菌株 SIN 可產 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，水稻產量增加 10 %。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，為人類守住綠色豐收與清潔水源 ?？煽扇闂U菌

球芽孢桿菌（Bacillus sphaericus）是芽孢桿菌屬里的“圓球”，因細胞呈規(guī)整桿狀、芽孢卻近球形而得名。它廣分布于土壤、淡水及蚊幼蟲孳生水體，對堿性環(huán)境（pH 9–10）和高溫（50 ℃）具有良好耐受性，是兼具環(huán)境治理與生物防治雙重價值的稀有菌種。一、殺蚊利器球芽孢桿菌更被稱道的是其對蚊幼蟲的專一毒力。菌株2362在芽孢形成期同步產生二元素蛋白（BinA/BinB），被庫蚊、按蚊幼蟲攝食后，素在中腸結合受體，造成離子失衡、麻痹死亡，24 h致死率可達95 %以上，而對魚類、哺乳動物幾乎無害。WHO已將其列入“全球媒介生物防治推薦菌劑”，并制成可濕性粉劑或緩釋顆粒，用于登革熱、瘧疾高發(fā)區(qū)的蚊媒控制，年撒施面積逾千萬公頃。二、環(huán)境修復球芽孢桿菌還能分泌堿性蛋白酶和脂肪酶，在pH 10、45 ℃條件下仍保持80 %活性，可用于高堿含油廢水處理。實驗表明，向煉油廢水中投加10? CFU mL?1菌液，7天COD去除率提升30 %，污泥量減少25 %，為高鹽高堿工業(yè)廢水提供低成本生物強化方案。三、農業(yè)應用菌株IAB-109對番茄青枯、辣椒疫霉具明顯拮抗作用，抑菌帶寬20 mm；同時產IAA 15 mg L?1，盆栽玉米根長增28 %，產量提10 %。沙漠克里布所菌小小耐熱芽孢芽孢桿菌，用極端環(huán)境下的生存智慧，為人類工業(yè)、農業(yè)和環(huán)保打開一扇“高溫之門”。

甲基營養(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。整套反應在pH 7、30℃下效率比較高，甲醇轉化率可達理論值的92%，遠高于化學催化。更難得的是，它同時是一株“生物兵工廠”。在利用甲醇的同時，甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌能合成表面活性素、泛革素等脂肽，對黃瓜枯萎、辣椒疫霉、番茄青枯的抑菌帶寬達25-30毫米；其揮發(fā)性的3-甲基-1-丁醇、2-甲基吡嗪可誘導植物系統(tǒng)抗性，使棉花黃萎病指下降40%。田間試驗表明，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SPAD單位，產量增加8%，且農藥使用量減少三成。工業(yè)端，科研團隊把聚-γ-谷氨酸合成酶基因導入甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌，使其在消耗甲醇的同時產出高黏度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產量達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，噴霧干燥存活率超過90%，為大規(guī)模制劑化提供了便利。

沙福芽孢桿菌是土壤里的“休眠戰(zhàn)士”。環(huán)境宜人時，它像普通桿菌分裂繁殖；一旦遇干旱、高溫或高鹽，便迅速縮成圓芽孢，外壁裹滿吡啶二羧酸，耐熱八十度、耐旱十年，只等雨露歸來。植保學家愛把它當“生物衛(wèi)兵”：芽孢萌發(fā)后分泌脂肽、幾丁質酶，可撕破病原菌壁，使灰霉、枯萎菌無法入侵番茄、黃瓜；同時激發(fā)植物系統(tǒng)抗性，讓葉片自己升“警備”。溫室試驗顯示，育苗土中每克添百萬芽孢，黃瓜枯萎率降四成，農藥少打一半，果實仍青亮。更妙的是，它能將有機磷長鏈分解成植物可吸收的正磷酸鹽，相當于給土壤配了“微肥”。如今，生物公司以糖蜜發(fā)酵罐培養(yǎng)，把芽孢制成可濕性粉劑，拌種、灌根皆宜，保質期兩年，運輸不必冷鏈?？茖W家還在其基因組里插入耐鹽基因，讓它在西北鹽堿地也能萌發(fā)，為棄荒灘涂奪回糧田。小小沙福芽孢桿菌，用微米之軀守護綠色豐收，讓農藥瓶少一個，飯碗多一粒。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)，可快速修復變性蛋白。

MB培養(yǎng)基基礎（Marine Broth Base）是一種專為海洋細菌設計的富營養(yǎng)液體培養(yǎng)基，由蛋白胨、酵母粉及多種無機鹽組成，pH 7.2–7.6，滲透壓與海水相當。配方中氯化鈉濃度約2–3%，并補充鎂、鉀、鈣等海水中主要離子，可瞬時啟動依賴高鹽環(huán)境的嗜鹽菌與耐鹽菌，縮短延滯期。實驗室常規(guī)做法是將培養(yǎng)基干粉溶解于蒸餾水后，補加陳海水或人工海鹽，即可恢復接近自然海水的離子譜，使挑剔的海洋放線菌、弧菌、假單胞菌等迅速進入對數(shù)生長，用于后續(xù)分離、保藏或活性物質篩選。由于海洋微生物常產色素、抗生物質及胞外多糖，MB培養(yǎng)基的高營養(yǎng)特性可充分展現(xiàn)這些次級代謝潛能：弧菌在28℃、180 r/min振蕩培養(yǎng)12小時，菌濃即可達10? CFU/mL，菌液呈乳白或淡粉；某些Planococcus則分泌墨藍色素，使整瓶培養(yǎng)液變?yōu)榈逅{，成為天然色素研究的理想起點。若需固體培養(yǎng)，只需補加1.5%瓊脂，即成MBA平板，可在表面涂布沉積物懸液，28℃培養(yǎng)2–3天，挑取形態(tài)各異的單菌落進行16S rDNA鑒定，流程簡潔高效。在質量控制方面，MB培養(yǎng)基需用人工海水或陳海水配制，切忌直接使用自來水，以免鈣鎂離子不足或氯殘留抑制菌體；滅菌后若出現(xiàn)沉淀，多為鎂鹽析出，可50℃水浴復溶，不影響使用。

其IAA產量達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%?？煽扇闂U菌

冷解糖芽孢桿菌（Bacillus psychrosaccharolyticus）是芽孢桿菌屬的“低溫工匠”。菌體在10–40℃皆能生長，更適25–30℃；芽孢橢圓、中生，可耐干燥、耐紫外，貨架期長，為制劑化提供質量材料。其名字里的“解糖”源于強大的胞外酶系：淀粉酶、纖維素酶、瓊脂糖酶活性高，能把大分子碳源切成低聚糖，既供自己能量，也為周圍菌群“開糧倉”，成為低溫堆肥、海藻殘渣降解的先鋒。更難得的是它“抑菌+保水”雙技能。平板對峙試驗顯示，對黃瓜尖孢鐮刀菌、棉花立枯絲核菌、茄青枯拉爾氏菌等7種病原菌抑制率超50%，其中對黃瓜枯萎病原抑菌帶寬達8mm，抑制率80%以上。機理在于分泌環(huán)脂肽和胞外多糖：多糖成膜后降低葉片水分散失，同時吸附Pb2?、Cd2?、Cu2?，1h內對鉛吸附量可達50mg/g，為重金屬污染農田提供“微膠囊修復”。農業(yè)應用上，研究者將冷解糖芽孢桿菌HD-3與枯草、巨大、膠凍樣芽孢桿菌復配，再添海藻提取物、氨基酸和微量元素，制成有效活菌數(shù)2–10億/g、有機質20–40%的“復合微生物海藻肥料”。大田試驗中，白菜、番茄、棉花增產幅度均超30%，線蟲侵染率下降70%，農藥用量減少三成；在滴灌肥中添加1‰胞外多糖，玉米抗旱期延長7天，產量提高18%?？煽扇闂U菌