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，更適溫度只15 ℃，比較高不超過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，保持流動性；冷休克蛋白Csp與RNA伴侶協(xié)同，防止核酸二級結(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，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，有望實現(xiàn)“零加熱”生物制造，讓微生物在冰水里也能為人類催化價值反應(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能。科學(xué)家把Cry基因?qū)朊藁?、水稻，培育的Bt作物畢生自帶抗蟲盾，減少農(nóng)藥噴灑七成以上 。生孢梭菌

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、植物殘體和甲殼類廢料，為碳循環(huán)打開“綠色通道”。實驗室條件下，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；同時產(chǎn)IAA 20 mg·L?1，使玉米根長增30 %，吸磷量提22 %。大棚試驗每畝滴灌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。居成團(tuán)玫瑰變色菌其芽孢可耐沸水煮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。

枯草芽孢桿菌斯氏亞種（Bacillus subtilis subsp. spizizenii）是“枯草家族”里的輕騎兵，菌體纖細(xì)，卻藏著一套“攻防兼?zhèn)洹钡奈⑸?toolkit。1930 年代被 Spizizen 從沙漠塵土中分離，因而得名。它更擅在 35–45 ℃、低濕度的熱旱邊際快速萌發(fā)，芽孢外壁含特殊吡啶二羧酸鈣層，可耐 90 ℃熱水 20 min、紫外 5000 μW·s/cm2 仍存活，為制劑長途運輸省下冷鏈成本。復(fù)蘇后，斯氏亞種先分泌高活性 surfactin、fengycin 與 bacillomycin D，三脂肽協(xié)同擊穿病原菌膜，對番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯的抑菌帶寬達(dá) 28–32 mm；同時釋放揮發(fā)性 2,3-丁二醇，啟動植物 ISR 信號，使葉片過氧化物酶活性提高 1.8 倍，達(dá)到“未病先防”。田間試驗中，每畝用 100 g 斯氏亞種可濕粉拌種，玉米出苗率提升 12%，后期紋枯病指降 46%，產(chǎn)量增 8.3%；若與滴灌同施，可使連作草莓根際尖孢鐮刀菌數(shù)量下降 70%，果實可溶性糖提高 1.2 度，貨架期延長 3 天。更妙的是，它能合成耐堿 α-淀粉酶與β-葡聚糖酶，在 pH 9.5、溫度 50 ℃ 條件下仍保持 80% 酶活，用于青貯飼料可提前 2 天完成乳酸發(fā)酵，降低干物質(zhì)損耗 3%。目前，工廠采用糖蜜—豆粕深部好氧發(fā)酵，48 h 芽孢量可達(dá) 5×101? CFU/mL，噴霧干燥后存活率 > 95%，制成黑衣粉劑，保質(zhì)期 24 個月。

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，是實驗室常見模式菌株。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 %。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。

膠凍樣類芽孢桿菌（Paenibacillus mucilaginosus）是土壤里會“熬膠”的硅酸鹽細(xì)菌。菌落圓潤、表面像果凍，能把礦物中的鉀、磷、硅一股腦解離出來，被農(nóng)民親切地稱作“天然第二鉀肥廠”。一、解礦機(jī)制它分泌多糖和有機(jī)酸，在鉀長石表面形成生物膜，質(zhì)子交換+絡(luò)合雙管齊下，把難溶的礦物鉀轉(zhuǎn)化為可溶性鉀，盆栽試驗顯示，土壤鉀含量可提高25%，相當(dāng)于每畝白撿3公斤K?O。二、促生抗逆產(chǎn)IAA、 gibberellin，刺激玉米、土豆側(cè)根激增30%；生成的胞外多糖保水又固粒，使沙壤土含水率提升8%，幫助作物度過春旱。三、田間成績山東大蔥示范區(qū)，畝施200g（10? CFU/g）菌粉，蔥白粗度增加0.3 cm，產(chǎn)量提高12%，化肥鉀用量降20%；寧夏葡萄溝灌后，糖酸比更協(xié)調(diào)，果粉增厚，貨架期延長5天。四、工業(yè)發(fā)酵以糖蜜-玉米漿為培養(yǎng)基，28℃、200 r/min發(fā)酵36 h，芽孢數(shù)可達(dá)5×10? CFU/mL，噴霧干燥存活率>90%，與腐熟雞糞造粒，制成“生物硅鉀肥”，存放18個月活菌仍大于2億/克。五、未來方向科學(xué)家正把耐鹽堿、耐重金屬基因簇導(dǎo)入該菌，構(gòu)建“解鉀-降鹽-鈍化鎘”三合一工程菌，讓鹽堿灘、礦區(qū)復(fù)墾地也能長出高產(chǎn)莊稼。隨后，細(xì)菌釋放信號，誘導(dǎo)根部細(xì)胞分裂，三天鼓出乳白根瘤，像給根系掛上微型氮肥廠。屎腸球菌R026

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(fù)變性蛋白。生孢梭菌

包姜氏液體培養(yǎng)基基礎(chǔ)（BGA Broth Base）是為培養(yǎng)姜苗根莖共生促生菌而設(shè)計的富氮液體培養(yǎng)基，由包頭師范學(xué)院與姜科作物團(tuán)隊共同優(yōu)化，故得“包姜”之名。其配方以酪蛋白胨與大豆木瓜酶消化物提供與緩釋氨基酸，酵母粉補(bǔ)充B族維生素和微量元素，可溶性淀粉作碳源，既避免葡萄糖過量產(chǎn)酸，又模擬根莖分泌物成分；特別添加0.3% K?HPO?與0.2% MgSO?，緩沖能力強(qiáng)，可中和菌體代謝酸，維持pH 6.8–7.0，滿足假單胞菌、芽孢桿菌及稀有放線菌的同步增殖。實際應(yīng)用中，1 L培養(yǎng)基接種5 mL姜塊研磨液，28℃、160 r/min振蕩培養(yǎng)24 h，菌濃即可達(dá)2×10? CFU/mL，菌液呈淡棕、微粘，帶新鮮生姜清香；繼續(xù)補(bǔ)糖發(fā)酵可產(chǎn)胞外多糖1.2 g/L，對番茄、辣椒具明顯促根活性。若需固體分離，補(bǔ)加1.2%瓊脂即得BGA平板，可直觀觀察菌落形態(tài)：有效菌株多呈乳白、邊緣波狀，48 h后在365 nm紫外下可見藍(lán)綠色熒光，與16S rDNA序列聯(lián)用，可在72 h內(nèi)完成“功能—種屬”雙重鑒定。質(zhì)量控制上，BGA培養(yǎng)基需用去離子水配制，高壓滅菌后若出現(xiàn)輕微沉淀，為鎂—磷復(fù)合物，50℃水浴搖勻即可；儲存過程若液體變黃，提示淀粉水解過度，應(yīng)廢棄。生孢梭菌