巨大海水桿菌

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，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。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。巨大海水桿菌

異常嗜冷芽孢桿菌（Bacillus psychrodurans）是芽孢桿菌屬的“極地移民”。標(biāo)準(zhǔn)菌株能在-2 ℃緩慢增殖，更適生長溫度只15 ℃，比較高不超過30 ℃；芽孢可耐受-20 ℃反復(fù)凍融，是研究低溫適應(yīng)的模式菌之一。其細(xì)胞膜富含短鏈與支鏈脂肪酸，冷休克蛋白Csp持續(xù)表達(dá)，使核糖體和RNA在冰水中仍保持活性，為“零度工廠”提供分子基礎(chǔ)。在農(nóng)業(yè)端，菌株L-4可分泌IAA 18 mg·L?1并溶出有機(jī)磷2.3 mg·L?1，4 ℃下仍使冬小麥根長增加25 %，返青期提前5天，分蘗數(shù)提高一成，相當(dāng)于給作物披上“生物羽絨服”。工業(yè)方面，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 ℃，為寒區(qū)酒精發(fā)酵節(jié)約大量蒸汽。環(huán)境修復(fù)更彰顯其“冰雪技能”。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)輸油管線泄漏提供原位生物修復(fù)方案；與冰藻共培養(yǎng)時(shí)，還能吸附Cd2?、Pb2?，吸附量分別達(dá)50 mg·g?1和35 mg·g?1，讓重金屬在冰層中被“凍結(jié)”并隨菌體沉降。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)底盤，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高值反應(yīng)。景德鎮(zhèn)鏈霉菌溫室試驗(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。

巴基斯坦賴氨酸芽孢桿菌（Lysinibacillus pakistanensis）是2009年從巴基斯坦干旱區(qū)大豆根際分離的新種，因肽聚糖含meso-二氨基庚二酸而非賴氨酸，在屬內(nèi)獨(dú)樹一幟。菌體革蘭氏陽性、具周生鞭毛，可形成橢圓芽孢，能在10–28℃、pH6.5–9.0及0–6%NaCl范圍內(nèi)生長，并耐受150mM硼酸，被視為“中度耐硼”的旱地先鋒。在抗逆機(jī)制上，該菌細(xì)胞膜以二磷脂酰甘油、磷酸乙醇胺為主，脂肪酸iso-C18:0占30%，賦予其高膜穩(wěn)定性；基因組G+C含量37%，攜帶多重外排泵與滲透調(diào)節(jié)基因，可在干旱、鹽堿環(huán)境中維持胞內(nèi)水平衡。功能層面，巴基斯坦賴氨酸芽孢桿菌表現(xiàn)出“促生-抗病-解”三合一特性。實(shí)驗(yàn)室條件下，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%；菌液處理后，花生根結(jié)線蟲侵染率下降42%，對南方根結(jié)線蟲卵孵化抑制率超60%，為線蟲綠色防控提供新選擇。此外，該菌對革蘭氏陰性植物病原菌具有明顯抑菌圈，代謝產(chǎn)物中的酶抑制劑可干擾細(xì)菌雙功能酶系統(tǒng)，相關(guān)菌機(jī)制仍在持續(xù)解析。

膠凍樣類芽孢桿菌（Paenibacillus mucilaginosus）是土壤里會(huì)“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(yàn)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(gè)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。其適生長溫度55–65 ℃，芽孢可耐100 ℃沸水2小時(shí)、紫外線輻照8小時(shí)仍存活，被廣用于檢驗(yàn)高壓滅菌效果。

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。該菌還能合成耐高溫木聚糖酶和脂肪酶，在造紙漂白和生物柴油合成中展現(xiàn)潛力。具黃曲霉

整套反應(yīng)在pH 7、30℃下效率更高，甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)理論值的92%，遠(yuǎn)高于化學(xué)催化。巨大海水桿菌

蟑螂埃希氏菌并非真“埃希氏菌”，而是2017年從美洲大蠊腸道里分離出的新種，學(xué)名Blattabacterium，卻與大腸桿菌同門，于是被昵稱為“蟑螂埃希氏菌”。它住在宿主脂肪體細(xì)胞內(nèi)，像隨軍糧倉，把蟑螂吃剩的尿素、尿酸重新拆成氨，再摻進(jìn)糖酵解中間物，合成10種必需氨基酸，回贈(zèng)宿主。沒有它，蟑螂只能在高蛋白環(huán)境里長大；有了它，哪怕啃紙、啃膠水也能活得肥碩。科學(xué)家算過，一只雌蠊若缺菌，若蟲期延長一倍，產(chǎn)卵量掉七成。更有趣的是，菌體隨卵殼傳代，百萬年來與蟑螂共譜“垂直家譜”，演化出精簡的600kb基因組，幾乎丟掉所有外壁合成基因，把防御任務(wù)全交給宿主，自己專職“氮回收”。如今，實(shí)驗(yàn)室嘗試用抗生物質(zhì)“斷菌”，結(jié)果蟑螂像泄了氣的皮球，說明菌是害蟲活力的隱形引擎。小小蟑螂埃希氏菌，用顯微鏡下的齒輪，托住人類更討厭昆蟲的頑強(qiáng)生命，也為綠色控蟑提供新靶點(diǎn)：若能阻斷菌給氮，或許能讓廚房少一點(diǎn)深夜驚叫。巨大海水桿菌