小孢根霉

擬圓孢線黑粉菌（Filobasidium globisporum）隸屬擔(dān)子菌門(mén)、線黑粉目，是一類(lèi)以凍干粉形式保存、生物危害四類(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。科學(xué)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。小孢根霉

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(wú)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 %。沙地維諾格拉德斯基氏菌溫室示蹤顯示，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。

異常嗜冷芽孢桿菌（Bacillus psychrodurans）是芽孢桿菌家族里的“極地居民”。它可在?2 ℃緩慢生長(zhǎng)，更適溫度只15 ℃，比較高不超過(guò)30 ℃，卻能在南極凍土、深海沉積物中形成橢圓芽孢，耐?20 ℃冷凍和反復(fù)凍融，被視作研究低溫適應(yīng)的模式菌之一。其“耐寒密碼”有三重：細(xì)胞膜富含支鏈和短鏈脂肪酸，保持流動(dòng)性；冷休克蛋白Csp與RNA伴侶協(xié)同，防止核酸二級(jí)結(jié)構(gòu)凍結(jié)；兼產(chǎn)低溫活性酶，在4 ℃仍具80 %活力，為冬季生物過(guò)程提供催化可能。在農(nóng)業(yè)上，菌株L-4分泌IAA 18 mg·L?1并溶磷2.3 mg·L?1，4 ℃下仍使冬小麥根長(zhǎng)增25 %，返青期提前5天，分蘗數(shù)提高一成，相當(dāng)于給作物“穿”上生物羽絨服。工業(yè)端，它的耐冷蛋白酶已在洗滌劑中試用，10 ℃洗衣去污力提升30 %，節(jié)能20 %；低溫淀粉酶可將糖化溫度由60 ℃降至35 ℃，為冬季酒精發(fā)酵省蒸汽、減碳排。環(huán)境修復(fù)方面，菌株ANT-1在?5 ℃、10 %鹽度下60天降解柴油60 %，為極地溢油、寒區(qū)輸油管泄漏提供原位生物修復(fù)方案。未來(lái)，借助合成生物學(xué)，把異常嗜冷芽孢桿菌的“冷酶+冷激”模塊植入生產(chǎn)菌，有望實(shí)現(xiàn)“零加熱”生物制造，讓微生物在冰水里也能為人類(lèi)催化價(jià)值反應(yīng)。小小嗜冷芽孢桿菌，用極端低溫下的生存智慧，把寒冷轉(zhuǎn)化為綠色科技的新動(dòng)能。

蒙氏腸球菌（Enterococcus mundtii）是一種革蘭氏陽(yáng)性、兼性厭氧的球形細(xì)菌，常以成對(duì)或短鏈排列。近年來(lái)，科研團(tuán)隊(duì)從健康動(dòng)物腸道中分離到一株編號(hào)為HCD01的蒙氏腸球菌，經(jīng)16S rRNA測(cè)序及系統(tǒng)發(fā)育分析，確認(rèn)其與模式菌株同源性高達(dá)99%以上，已被保藏于中國(guó)微生物菌種保藏中心，保藏號(hào)CGMCC No.31447。安全評(píng)價(jià)顯示，HCD01不含溶血素、凝膠酶等常見(jiàn)毒力基因，溶血試驗(yàn)呈陰性，且對(duì)小鼠臟器系數(shù)無(wú)不良影響，具備益生菌的先決條件。功能試驗(yàn)中，該菌能在pH 2～4的酸性環(huán)境及10% NaCl的高鹽環(huán)境中存活，表現(xiàn)出良好的耐酸耐鹽能力；同時(shí)可產(chǎn)生乳酸，使培養(yǎng)基pH在16小時(shí)內(nèi)由6.2降至5.5，抑制沙門(mén)氏菌和停乳鏈球菌等病原體的生長(zhǎng)。動(dòng)物試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，連續(xù)灌服HCD01的小鼠平均日增重提高，料重比下降，腸道絨毛結(jié)構(gòu)完整，且在沙門(mén)氏菌攻毒后，肺、肝及結(jié)腸病變明顯減輕，說(shuō)明其既能促進(jìn)生長(zhǎng)，又能緩解致病菌沾染造成的組織損傷。綜上，蒙氏腸球菌HCD01集安全、耐逆、產(chǎn)酸、抑菌、促生長(zhǎng)于一體，在替代抗生物質(zhì)的微生態(tài)制劑及畜牧養(yǎng)殖業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。沙福芽孢桿菌是土壤里的“休眠戰(zhàn)士”。環(huán)境宜人時(shí)，它像普通桿菌分裂繁殖。

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。耐熱芽孢芽孢桿菌是微生物世界的“高溫鐵人”。爭(zhēng)論貪噬菌

對(duì)白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成；同時(shí)誘導(dǎo)植物開(kāi)啟系統(tǒng)抗性，番茄未染病就先“武裝”葉片。小孢根霉

球芽孢桿菌（Bacillus sphaericus）是芽孢桿菌屬里的“圓球”，因細(xì)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(chóng)孳生水體，對(duì)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(jià)值的稀有菌種。一、殺蚊利器球芽孢桿菌更被稱道的是其對(duì)蚊幼蟲(chóng)的專一毒力。菌株2362在芽孢形成期同步產(chǎn)生二元素蛋白（BinA/BinB），被庫(kù)蚊、按蚊幼蟲(chóng)攝食后，素在中腸結(jié)合受體，造成離子失衡、麻痹死亡，24 h致死率可達(dá)95 %以上，而對(duì)魚(yú)類(lèi)、哺乳動(dòng)物幾乎無(wú)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(wàn)公頃。二、環(huán)境修復(fù)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)化方案。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株IAB-109對(duì)番茄青枯、辣椒疫霉具明顯拮抗作用，抑菌帶寬20 mm；同時(shí)產(chǎn)IAA 15 mg L?1，盆栽玉米根長(zhǎng)增28 %，產(chǎn)量提10 %。小孢根霉