海黃桿菌

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)。組蛋白樣蛋白緊緊包裹DNA，防止高溫?cái)嗔?；同時(shí)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。海黃桿菌

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(xì)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(dá)26 mm；溫室試驗(yàn)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(qiáng)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(xì)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。玫瑰小雙孢菌玫瑰亞種耐熱芽孢芽孢桿菌可耐受55 ℃、高鹽環(huán)境，利用原油為碳源，產(chǎn)生生物表面活性劑，提高采收率5–8%。

格雷厄姆氏根瘤菌是豆科家族里更“挑剔”的房客，卻只認(rèn)花生這一位房東。它自帶“門禁卡”——特殊的Nod因子，能精細(xì)識別花生根毛分泌的染料木苷，兩者對接成功，根毛便卷曲成螺旋，把菌請進(jìn)“地下別墅”。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。瘤內(nèi)氧氣被植物合成的豆血紅蛋白調(diào)到納摩級，固氮酶安全開工，將空氣中惰性的N?轉(zhuǎn)化為NH??，晝夜輸送給花生，畝產(chǎn)蛋白因此提升三成，農(nóng)戶少施20公斤尿素，卻多收一筐飽滿果仁。更妙的是，收獲后根瘤遺落田間，氮素緩慢釋放，后茬小麥吸氮量提高15%，土壤硝態(tài)淋失減少四成，地下水不再“又咸又綠”。如今，科研團(tuán)隊(duì)把菌液做成鋁箔袋裝，拌種即可，比化肥便宜三成，卻無污染；還植入耐旱基因，讓它在華北旱地也能結(jié)瘤。小小格雷厄姆氏根瘤菌，用微米之軀撬動綠色農(nóng)業(yè)，讓藍(lán)天少一縷煙，田里多一季香。

擬圓孢線黑粉菌（Filobasidium globisporum）隸屬擔(dān)子菌門、線黑粉目，是一類以凍干粉形式保存、生物危害四類的非模式菌，卻在低溫酶學(xué)與綠色技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)巨大潛力。一、分類與培養(yǎng)特性菌株為乳白色、濕潤的酵母狀菌落，更適培養(yǎng)溫度20℃，可在4–10℃長期冷藏存活2–25年；YPM培養(yǎng)基（甘露醇20g/L、酵母提取物、蛋白胨）即可滿足生長，液體培養(yǎng)需避免長時(shí)間靜置以保持活性。二、低溫酶工廠在20℃條件下，該菌分泌高活性纖維素酶、β-葡萄糖苷酶和木質(zhì)素降解酶，10℃時(shí)仍保留70%以上酶活，適合冷鏈廢棄物處理、低溫洗滌和紙漿漂白，可節(jié)省蒸汽能耗約20%。三、代謝產(chǎn)物多樣發(fā)酵液中可檢測抗生物質(zhì)、色素及胞外多糖，對革蘭氏陽性細(xì)菌具有明顯抑制圈；其胞外多糖乳化力強(qiáng)，已作為天然增稠劑用于食品與化妝品小樣試制。四、環(huán)境修復(fù)潛力菌絲體對苯酚、重金屬Cd2?、Pb2?表現(xiàn)出吸附-降解雙重作用，5d內(nèi)可將50mg/L苯酚降至5mg/L以下，吸附鉛量達(dá)45mg/g，為低溫含酚廢水、重金屬污染水體提供生物修復(fù)候選。五、科研與安全作為四類危害微生物，操作只需BSL-1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室；凍干粉復(fù)蘇快、ITS序列清晰，是研究擔(dān)子菌低溫酶調(diào)控、孢子長期保存及冷鏈機(jī)制的理想模式菌。科學(xué)家正給它植入耐旱、耐鹽基因，讓它在西北旱地也能結(jié)瘤。

嗜碳芽孢桿菌（Bacillus carboniphilus）是芽孢桿菌屬里少見的“高碳”。菌體桿狀、革蘭氏陽性，可形成橢圓芽孢，更適溫度 45–50 ℃，pH 7.0–8.5，可在高濃度可溶性淀粉、糖蜜或木質(zhì)纖維素水解液中快速生長，因而得名“碳愛好者”。一、高效利用碳源菌株 ATCC 700101 攜帶多拷貝 α-淀粉酶、普魯蘭酶和木聚糖酶基因，48 h 內(nèi)可將 15 % 淀粉液化糖化至還原糖 180 g L?1，轉(zhuǎn)化率 > 90 %，為濃醪發(fā)酵提供廉價(jià)糖源；與酵母共培養(yǎng)，乙醇產(chǎn)量提 12 %，蒸餾能耗降 8 %。二、高滲耐受胞內(nèi)積累相容溶質(zhì)四氫嘧啶，使菌體在糖濃度 300 g L?1、滲透壓 1.8 MPa 下仍保持 80 % 活性；芽孢耐 80 ℃ 30 min，便于濃糖液滅菌后直投，縮短發(fā)酵周期 12 h。三、農(nóng)業(yè)應(yīng)用菌株 BC-20 產(chǎn) IAA 20 mg L?1 并溶磷 2.9 mg L?1，玉米盆栽根長增 28 %，吸磷量提 22 %；與秸稈復(fù)配堆肥，堆溫 24 h 升至 65 ℃，纖維素降解率提高 30 %，堆肥周期縮短 7 d，殺滅病原菌和雜草種子效果明顯。四、工業(yè)酶潛力其耐熱耐堿普魯蘭酶更適 pH 9、65 ℃，已用于淀粉糖化“一步法”，節(jié)省中和酸 20 %；木聚糖酶在 pH 10、60 ℃仍保持 85 % 活性，用于紙漿漂白，氯用量減少 30 %，降低可吸附有機(jī)鹵化物（AOX）排放?？茖W(xué)家把Cry基因?qū)朊藁ā⑺?，培育的Bt作物畢生自帶抗蟲盾，減少農(nóng)藥噴灑七成以上 。溫和氣單胞菌

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。海黃桿菌

花園芽孢桿菌（Bacillus horti）更早從花園腐殖土中分離，因而得名。菌落奶白、邊緣整齊，桿狀細(xì)胞具周生鞭毛，能形成橢圓芽孢，耐堿、耐鹽、耐干燥，在pH 6–9、15–45℃范圍內(nèi)生長良好，是典型“環(huán)境通吃型”根際益生菌。一、防病降毒花園芽孢桿菌能分泌表面活性素、fengycin等環(huán)脂肽，破壞病原膜結(jié)構(gòu)，對立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達(dá)26mm；同時(shí)產(chǎn)生芳基酰胺酶，降莠定、甲磺隆等堿性除草劑，土壤殘留量7d內(nèi)下降60%，為連作障礙田“”。二、促生提質(zhì)菌株IAA產(chǎn)量25mg/L，溶磷3.2mg/L，并產(chǎn)揮發(fā)性2,3-丁二醇，誘導(dǎo)黃瓜、生菜根系增30%，葉綠素提高2SPAD單位；大棚試驗(yàn)顯示，畝施200g菌粉可使番茄Vc增加12%，糖酸比更協(xié)調(diào)，貨架期延長4d。三、工業(yè)酶潛力其耐堿纖維素酶更適pH9、50℃，在洗衣液中仍保持80%活性，可替代化學(xué)去漬劑；低溫淀粉酶10℃下活力保留70%，為寒區(qū)洗碗粉節(jié)約能耗20%。四、未來展望借助合成生物學(xué)，將花園芽孢桿菌的降毒、促生、耐冷模塊植入枯草底盤，可構(gòu)建“一菌多效”工程菌，用于堿要害田、寒地蔬菜基地及城市綠化基質(zhì)，讓花園芽孢桿菌從“花園”走向更廣闊的大地。海黃桿菌