史氏芽孢桿菌(Bacillus smithii)是芽孢桿菌屬中嗜熱分支的,標(biāo)準(zhǔn)菌株 JCM 9076 更初從高溫堆肥中分離,能在 55 ℃、pH 6.5 條件下旺盛生長,芽孢可耐 100 ℃沸水 2 h,是驗(yàn)證高壓滅菌效果的指示菌之一。其細(xì)胞壁含特殊脂肪酸,膜脂熔點(diǎn)高,配合小分子熱休克蛋白,使核糖體和 DNA 在高溫下仍保持構(gòu)象穩(wěn)定,賦予菌體“耐熱盾牌”。2024 年,中國團(tuán)隊(duì)從鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2(保藏號(hào) CCTCC M2024167),鑒定為 Bacillus smithii。該菌兼具三重抗逆:耐鹽 6 %、耐鎘 50 mg·L?1,并能在 pH 4.5–9.0 范圍內(nèi)正常分泌有機(jī)酸,將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷,盆栽試驗(yàn)中使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。在酶制劑方向,史氏芽孢桿菌是“高溫酶工廠”。其胞外堿性淀粉酶更適溫度 70 ℃,在洗滌劑、烘焙和酒精濃醪發(fā)酵中可省去降溫環(huán)節(jié),節(jié)能 15 %;耐有機(jī)溶劑蛋白酶可在 60 ℃、30 % 乙醇環(huán)境中保持 80 % 活性,為生物煉制提供新型催化劑。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上,M2 菌株可與秸稈堆肥復(fù)配,使堆體溫度 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,每畝隨基肥施入 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),對后期倒伏有明顯緩解作用。溫室試驗(yàn)顯示,每畝用兩百克菌粉拌基質(zhì),黃瓜枯萎率降四成,農(nóng)藥少打一半,果實(shí)仍青亮。波氏假阿利什菌
蔬菜芽孢桿菌(Bacillus oleronius)是芽孢桿菌屬里“更懂蔬菜”的專性住客。更初從腐爛生菜葉脈中分離,菌體纖細(xì)、革蘭氏陽性,具周生鞭毛,能形成橢圓芽孢,耐干燥、耐低氧,可在pH 5–9、溫度15–40℃范圍內(nèi)生長,更適與蔬菜根際環(huán)境高度重疊,故得名“oleronius”(拉丁語“菜園的”)。它的首要武器是“蔬菜定制”抑菌譜。菌株QSI-1可分泌?;呓z氨酸內(nèi)酯酶(AHL-lactonase),切斷軟腐歐文氏菌、胡蘿卜果膠桿菌的群體感應(yīng)信號(hào),使病原菌無法啟動(dòng)果膠酶基因,白菜軟腐病斑減少70%;同時(shí)產(chǎn)生表面活性素與fengycin,對番茄葉霉、辣椒疫霉抑菌帶寬達(dá)28 mm,且能形成生物膜覆蓋傷口,阻止二次侵染。第二技能是“溫和促生”。蔬菜芽孢桿菌合成IAA 20 mg/L,并溶出有機(jī)磷3.2 mg/L,誘導(dǎo)生菜、菠菜根系增30%,葉綠素提高1.5個(gè)SPAD單位,硝酸鹽含量下降12%,明顯提升蔬菜品質(zhì)與安全。工廠化應(yīng)用上,研究者將菌株QSI-1與褐藻寡糖復(fù)配,制成活菌數(shù)10? CFU/mL的“蔬菜保鮮微乳”,采后噴施可抑制軟腐、灰霉,使生菜貨架期由7 d延至14 d,失重率<5%,已在上海崇明有機(jī)農(nóng)場示范推廣。刺孢小克銀漢霉輪生變種對白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成;同時(shí)誘導(dǎo)植物開啟系統(tǒng)抗性,番茄未染病就先“武裝”葉片。

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3天。
侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠,直徑不過微米,卻能把天空搬上餐桌。當(dāng)春雨浸潤,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)密語互通:根分泌類黃酮,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“類菌體”,固氮酶開始運(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,省錢買化肥,村里小學(xué)因此添了圖書角。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。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。

威氏芽孢桿菌是土壤里低調(diào)的“多面手”。它先以桿狀活菌在根際游弋,一遇干旱、高溫便迅速縮成厚壁芽孢,可耐沸水煮十分鐘、紫外曝曬兩小時(shí),仍能在十年后遇水萌發(fā)。植保學(xué)家把它當(dāng)“殺菌劑”:芽孢復(fù)蘇后分泌表面活性素、伊枯草菌素,像微型剪刀刺破病原菌膜,對白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成;同時(shí)誘導(dǎo)植物開啟系統(tǒng)抗性,番茄未染病就先“武裝”葉片。溫室試驗(yàn)顯示,每畝用兩百克菌粉拌基質(zhì),黃瓜枯萎率降四成,農(nóng)藥少打一半,果實(shí)仍青亮。更妙的是,它能分解有機(jī)磷長鏈,釋放正磷酸供作物吸收,相當(dāng)于給土壤配了“微肥”。東北大豆連作田因它緩解“磷饑餓”,畝產(chǎn)增8%。如今,生物公司以玉米漿發(fā)酵罐培養(yǎng),把芽孢制成可濕性粉劑,拌種、滴灌皆宜,保質(zhì)期兩年,運(yùn)輸不必冷鏈??茖W(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。小小威氏芽孢桿菌,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。死谷芽孢桿菌,名字聽來荒涼,卻是沙漠表層耐命的“綠洲工匠”。致密曲霉
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。波氏假阿利什菌
紡錘形賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus fusiformis)是土壤里的“多面小鋼炮”。菌體直桿、常成鏈排列,革蘭氏陽性,周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,耐干燥、耐酸堿,正面黃色、濕潤小菌落,易挑取,是實(shí)驗(yàn)室常見模式菌株。一、綠色防控菌株CGMCC No.28950對南方根結(jié)線蟲防效突出,盆栽試驗(yàn)蟲口密度降70 %;同步產(chǎn)蛋白酶、幾丁質(zhì)酶,破壞蟲卵壁,為蔬菜連作障礙提供化學(xué)殺線劑的替代方案。二、促生提質(zhì)該菌溶磷量達(dá)277 mg kg?1,解鉀能力明顯,可分泌IAA,使玉米、番茄根系增30 %,吸磷量提棚試驗(yàn)每畝滴灌200 g菌粉,番茄Vc含量提高12 %,糖酸比更協(xié)調(diào),貨架期延長5天。三、環(huán)境修復(fù)貴州大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用菌株GZU-Lys01轉(zhuǎn)化煤矸石中難溶磷鉀為植物可吸收養(yǎng)分,制備微生物肥料;還能礦化固定垃圾焚燒底灰和尾礦中的Cd、Pb,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。四、工業(yè)酶潛力該菌產(chǎn)果膠酶活性高,可在25 ℃、pH 8條件下水解果膠,為果汁澄清、麻類脫膠提供低溫酶源;耐堿蛋白酶已在洗滌劑中試用,10 ℃下去污力提升30 %,節(jié)能20 %。波氏假阿利什菌