壁芽孢桿菌

赫氏埃希氏菌是深海熱液口的“化學(xué)魔術(shù)師”，能在攝氏百度、千倍大氣壓的暗夜里，把硫化氫當早餐，把二氧化碳當點心來款待。它用氫硫還氧酶把劇毒硫化氫拆成電子與質(zhì)子，驅(qū)動ATP合酶高速旋轉(zhuǎn)，合成能量，再借逆三羧酸循環(huán)把無機碳織成有機糖，無需陽光，也能養(yǎng)活整片“黑煙囪”叢林?？茖W(xué)家搭乘深潛器采集菌體，發(fā)現(xiàn)其細胞膜含特殊醚鍵脂質(zhì)，像給自身裹上耐高溫的陶瓷瓦，蛋白質(zhì)內(nèi)部也布滿離子鍵，仿佛微型鋼鐵骨架，才讓它在沸水中依舊柔韌。實驗室里，研究團隊把它的固碳基因簇移植到工業(yè)大腸桿菌，使后者能在廢氣流里自養(yǎng)生長，產(chǎn)出的聚羥基脂肪酸酯可制可降解塑料，為碳中和提供新思路。小小赫氏埃希氏菌，用肉眼看不見的臂膀，托住地球深部與未來的綠色循環(huán)。隨后，細菌釋放信號，誘導(dǎo)根部細胞分裂，三天鼓出乳白根瘤，像給根系掛上微型氮肥廠。壁芽孢桿菌

嗜氣芽孢桿菌（Bacillus aerophilus）是芽孢桿菌屬里的“氧氣狂熱者”，2004年隨以色列高空氣球首先被分離，可在0.8–21 % O?范圍內(nèi)旺盛生長，更適氧分壓高于普通土壤芽孢桿菌2倍，故得名“嗜氣”。其菌落呈乳白色、邊緣卷發(fā)狀，革蘭氏陽性，具周生鞭毛，能形成橢圓芽孢，耐紫外、耐干燥，貨架期長達3年，為制劑化提供質(zhì)量載體。在土壤復(fù)蘇后，嗜氣芽孢桿菌迅速啟動“三效機制”：①分泌吲哚乙酸（IAA）25 mg/L，刺激玉米、番茄根系增長30 %；②產(chǎn)蛋白酶、纖維素酶，分解作物殘體，釋放養(yǎng)分；③合成表面活性素、fengycin，對番茄青枯、辣椒疫霉抑菌帶寬達28 mm，且能誘導(dǎo)植物ISR，降低農(nóng)藥用量40 %。田間試驗顯示，每畝用200 g菌粉（10? CFU/g）拌種，小麥返青期根際磷提高32 %，千粒重增1.8 g，產(chǎn)量提升8.5 %；在大棚番茄上，滴灌菌液可使灰霉病指下降45 %，果實Vc含量提高12 %，糖酸比更協(xié)調(diào)。工業(yè)端，嗜氣芽孢桿菌是“低溫酶工廠”。其耐有機溶劑蛋白酶在15 ℃、30 %乙醇中仍保持70 %活性，可用于洗滌劑；耐堿脂肪酶更適pH 10，適用于乳制品CIP清洗，節(jié)能20 %。長西氏酵母小小威氏芽孢桿菌，用微米之軀守護綠色豐收，讓農(nóng)藥瓶少一個，飯碗多一粒。

深褐芽孢桿菌（Bacillus atrophaeus）是芽孢桿菌屬的“暗色特種兵”。菌落呈棕褐至近黑色、表面光滑有蠟光，革蘭氏陽性，桿狀細胞可形成橢圓芽孢，耐干燥、耐紫外、耐堿，更適30–37 ℃，pH 6–9，廣分布于土壤、海洋沉積物和植物根際。一、生物防治菌株分泌atrophaein脂肽與幾丁質(zhì)酶，對番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯抑菌帶寬達26 mm；溫室試驗畝施200 g菌粉，黃瓜枯萎病指下降45 %，農(nóng)藥用量減少三分之一。二、促生抗逆深褐芽孢桿菌產(chǎn)IAA 20 mg·L?1，溶磷3.2 mg·L?1，并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇，誘導(dǎo)玉米側(cè)根增30 %，吸鉀量提22 %；干旱脅迫下，小麥葉片相對含水量提高8 %，產(chǎn)量增10 %。三、工業(yè)酶寶庫其耐堿蛋白酶在pH 10、50 ℃仍保持85 %活性，已用于無磷洗滌劑，血漬去污力提升30 %；耐熱淀粉酶90 ℃半衰期2 h，為紡織退漿省去中和環(huán)節(jié)，節(jié)能15 %。四、抗輻射模型因芽孢含高比例吡啶二羧酸鈣，對紫外、γ射線具有極強抵抗力，被ESA選為“火星模擬滅菌”指示菌，用于檢測航天器表面消毒效果。未來，借助合成生物學(xué)，把深褐芽孢桿菌的抑菌、產(chǎn)酶、抗輻射模塊植入枯草底盤，可構(gòu)建“一菌多用”細胞工廠，為綠色農(nóng)業(yè)、清潔洗滌和太空滅菌提供可持續(xù)的微生物鑰匙。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。

膠凍樣類芽孢桿菌（Paenibacillus mucilaginosus）是土壤里會“熬膠”的硅酸鹽細菌。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、解礦機制它分泌多糖和有機酸，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。因其安全無殘留，我國年產(chǎn)量已達3.5萬噸，覆蓋333萬公頃農(nóng)田，成為用量大的微生物殺蟲劑 。重脈羊肚菌

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。壁芽孢桿菌

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、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，使病原菌無法啟動果膠酶基因，白菜軟腐病斑減少70%；同時產(chǎn)生表面活性素與fengycin，對番茄葉霉、辣椒疫霉抑菌帶寬達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，并溶出有機磷3.2 mg/L，誘導(dǎo)生菜、菠菜根系增30%，葉綠素提高1.5個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%，已在上海崇明有機農(nóng)場示范推廣。壁芽孢桿菌