神戶類芽孢桿菌

牛奶類芽孢桿菌（Paenibacillus lactis）更早從原料奶和干酪凝塊中被分離，因而得名。它呈短桿狀，革蘭氏陽性，具周生鞭毛，可形成橢圓芽孢，更適30–37℃、pH 6–7，耐干燥、耐冷鏈，是乳品環(huán)境中常見的“溫和住客”。一、乳品益生菌株MB2401能分泌胞外多糖，在酸奶發(fā)酵中與 Streptococcus thermophilus 協(xié)同，可提升黏度、減少乳清析出，延長貨架期7天；同時(shí)產(chǎn)細(xì)菌素 Lactocin 2401，對(duì)單增李斯特菌抑菌帶寬達(dá)22mm，為原奶生物保鮮提供天然“護(hù)欄”。二、腸道健康牛奶類芽孢桿菌耐胃酸、耐膽鹽，能形成芽孢穿越胃腸道，在結(jié)腸萌發(fā)后分泌果聚糖酶，降解膳食多糖產(chǎn)生丁酸，降低pH，抑制沙門氏菌定植；小鼠試驗(yàn)顯示，日灌胃10? CFU，血清IgA提高35 %，腹瀉率下降60 %，已列入歐盟QPS清單，安全等級(jí)高。三、工業(yè)酶潛力其低溫普魯蘭酶在10℃仍保持70 %活性，可用于乳清寡糖制備；耐堿脂肪酶更適pH 9、40℃，在CIP管道清洗中分解乳脂肪，節(jié)能15 %，減少化學(xué)堿用量。四、農(nóng)業(yè)應(yīng)用將菌株NZ1制成活菌數(shù)10? CFU mL?1的“乳菌肥”，滴灌奶牛場(chǎng)周邊青貯玉米，土壤有機(jī)質(zhì)提高12 %，產(chǎn)奶凈能增加8 %，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)循環(huán)。其分泌的耐有機(jī)溶劑蛋白酶、褐藻膠裂解酶在洗滌、紡織及海藻轉(zhuǎn)化中展現(xiàn)高活性，為生物制造提供新工具。神戶類芽孢桿菌

嗜鹽鹽漬微菌（Halomonas sp.）是一類生活在海水、鹽湖、鹽堿土壤等高鹽環(huán)境中的革蘭氏陰性桿菌，更適 NaCl 濃度 3 %，但可在 1 %–25 % 鹽度范圍內(nèi)存活，堪稱“輕-中嗜鹽標(biāo)兵”。菌落乳白色、邊緣整齊，短桿狀細(xì)胞具單極鞭毛，能形成胞外多糖，既吸附 Na? 緩解滲透脅迫，又便于自身在固體表面形成生物膜。其耐鹽策略采用“相容溶質(zhì)”模式：細(xì)胞內(nèi)大量積累四氫嘧啶（ectoine）和脯氨酸，不干擾酶活；膜脂含磺化糖蛋白 S 層，負(fù)電荷屏蔽高陽離子，維持膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。因此，在鹽度突變、重金屬并存時(shí)仍能快速繁殖。環(huán)境工程上，Halomonas sp. 是“高鹽脫氮王”。新疆鹽湖菌株 5505 在 8 % NaCl 下對(duì)氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮去除率分別達(dá) 100 %、94 % 和 74 %，氮素主要通過同化作用進(jìn)入菌體，污泥產(chǎn)量低，為高鹽廢水生物凈化提供了高效菌種資源。另有菌株 PH4-5 可在 3 %–12 % 鹽度下降解苯酚，68 h 去除率 > 90 %，為含鹽含酚工業(yè)廢水處理帶來新思路。農(nóng)業(yè)方面，Halomonas 能溶解鉀長石、釋放鉀，并分泌 IAA 促進(jìn)作物根系在鹽堿地生長；與藻共生時(shí)，還可利用微藻釋放的甘油作碳源，實(shí)現(xiàn)“菌-藻”聯(lián)合修復(fù)高鹽鹽堿土。烏斯懷亞海單胞菌③分泌蛋白酶與脂肽，抑制番茄青枯、辣椒疫霉，病指下降四成。

蒙氏腸球菌（Enterococcus mundtii）是一種革蘭氏陽性、兼性厭氧的球形細(xì)菌，常以成對(duì)或短鏈排列。近年來，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、凝膠酶等常見毒力基因，溶血試驗(yàn)呈陰性，且對(duì)小鼠臟器系數(shù)無不良影響，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，抑制沙門氏菌和停乳鏈球菌等病原體的生長。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，且在沙門氏菌攻毒后，肺、肝及結(jié)腸病變明顯減輕，說明其既能促進(jìn)生長，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。

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(yùn)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(duì)番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯的抑菌帶寬達(dá) 28–32 mm；同時(shí)釋放揮發(fā)性 2,3-丁二醇，啟動(dòng)植物 ISR 信號(hào)，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(yàn)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(shí)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(gè)月。功能層面，巴基斯坦賴氨酸芽孢桿菌表現(xiàn)出“促生-抗病-解決”三合一特性。

吉氏芽孢桿菌（Bacillus gibsonii）是芽孢桿菌屬中“耐熱兼耐堿”的新銳成員，2004年由德國學(xué)者從堆肥超溫區(qū)分離，命名源自菌種保藏家 Gibson 的姓氏。菌株呈桿狀、革蘭氏陽性，可形成橢圓芽孢，只適生長溫度 50–55 ℃，pH 8.5–9.5，能在 10 % Na?CO? 和 1 % 過氧化氫條件下存活，被視作“堿性酶工廠”的理想候選。一、耐熱耐堿機(jī)制基因組編碼多拷貝 Na?/H? 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（nhaA、nhaC）與碳酸酐酶，可將胞內(nèi)多余 Na? 排出并維持 pH 穩(wěn)態(tài)；芽孢富含鈣-吡啶二羧酸復(fù)合物，賦予其 100 ℃、30 min 的耐熱能力，為高溫高堿工業(yè)環(huán)境提供穩(wěn)定催化劑。二、工業(yè)酶寶庫其耐堿普魯蘭酶只適 pH 9、70 ℃，可高效切割 α-1,6 糖苷鍵，用于淀粉糖化“一步法”，節(jié)省中和酸用量 20 %；耐堿木聚糖酶在 pH 10、65 ℃仍保持 85 % 活性，已用于紙漿漂白，減少氯用量 30 %，降低 AOX 排放；堿性蛋白酶則在 40 ℃、pH 11 條件下對(duì)血漬、奶漬去污力提升 35 %，為無磷洗滌劑增添綠色助劑。三、農(nóng)業(yè)與環(huán)境菌株 TP-1 可產(chǎn) IAA 12 mg·L?1 并溶磷 2.8 mg·L?1，使玉米根系增 25 %，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 28 %，堆肥周期縮短 6 d，殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。其IAA產(chǎn)量達(dá)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%。羅丹畢赤酵母

玉米側(cè)IAA提升68%，禿頂縮短27%，增產(chǎn)18.6%，相當(dāng)于少施25 kg復(fù)合肥仍多打糧。神戶類芽孢桿菌

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(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(shí)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(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。神戶類芽孢桿菌