长赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus macroides)是2013年从鲤肠道中分离的新成员,因细胞呈长杆、链状排列而得名。它能在1/2LB培养基上形成浅褐色、光滑、直径约1mm的菌落,革兰氏阳性,具周生鞭毛,可产卵圆形芽孢,耐pH6–9、盐0–6%,更适温度35–37℃,对干旱、高温和胆汁盐均有良好适应力。其“本领”在于三酶合一:吲哚乙酸(IAA)分泌量达18mg/L,可刺激小麦根长增加35%;ACC脱氨酶活性降低植物乙烯水平,缓解盐胁迫;铁载体与蛋白酶协同,可抑制番茄青枯、辣椒疫霉等病原菌,抑菌带宽22–28mm。山东大棚试验显示,用长赖氨酸芽孢杆菌菌液灌根,番茄根结线虫侵染率下降42%,果实Vc含量提高12%,产量增8.3%。工业端,菌株ZJB-17009的酯酶对N-苯乙酰-DL-氨基酸水解选择性达99%,已被用于绿色合成L-氨基酸;另一株C1在白酒窖池可产己酸和乙酸乙酯,使基酒主体香提高30%,为“增香菌”提供新选择。未来,借助合成生物学,长赖氨酸芽孢杆菌有望被植入耐盐、产聚-γ-谷氨酸模块,成为盐碱地“一菌多效”的先锋,让贫瘠土地也飘出丰收香。侄子根瘤菌是土壤里的微型氮厂,直径不过微米,却能把天空搬上餐桌。草色链霉菌
嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alcalophilus)是芽孢杆菌属的“高碱”。菌体杆状、周生鞭毛,能在 pH 9–11 的极端碱性环境中旺盛生长,芽孢可耐 100 ℃ 沸水 30 min,是研究碱适应与工业酶的模式菌株。一、耐碱机制基因组编码多拷贝 Na⁺/H⁺ 逆向转运蛋白(nhaA、nhaC)和碳酸酐酶,将胞内多余 Na⁺ 泵出并维持 pH 稳态;细胞壁肽聚糖富含 meso-二氨基庚二酸,膜脂分支化程度高,为高温高碱酶表达提供稳定平台。二、工业酶宝库其耐碱淀粉酶更适 pH 10、90 ℃,用于纺织退浆可省略中和步骤,节能 15 %;耐碱蛋白酶在 pH 11、40 ℃仍保持 90 % 活性,已列入无磷洗涤剂,血渍、奶渍去污力提升 30 %;耐碱木聚糖酶用于纸浆漂白,氯用量减少 30 %,降低可吸附有机卤化物(AOX)排放。三、农业应用菌株 AB-10 产 IAA 15 mg·L⁻¹,并溶磷 2.6 mg·L⁻¹,使玉米根系增 28 %,吸磷量提 18 %;与秸秆复配堆肥,24 h 堆温升至 65 ℃,纤维素降解率提高 30 %,堆肥周期缩短 7 d,杀灭病原菌和杂草种子效果明显。四、环境修复胞外多糖能吸附 Cd²⁺、Pb²⁺,吸附量分别达 50 mg·g⁻¹ 与 35 mg·g⁻¹;在 pH 9 的苏打盐碱土中定殖后,水稻产量增加 10 %,土壤交换性钠下降 15 %。猪苓小小沙福芽孢杆菌,用微米之躯守护绿色丰收,让农药瓶少一个,饭碗多一粒。

假坚强芽孢杆菌(Bacillus pseudofirmus)是芽孢杆菌属中“外柔内刚”的。菌落洁白、边缘整齐,杆状细胞可形成椭圆芽孢,且具周身鞭毛,能运动;它耐碱、耐盐、耐干燥,可在pH 9–11、8 % NaCl的极端环境中旺盛生长,故得名“假坚强”。首要本领是“生物降碱”。菌株OF4从肯尼亚盐碱湖分离,基因组携带多拷贝Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因,可在高盐高碱条件下维持胞内pH 7.5,同时分泌苹果酸、乳酸等有机酸,2 d内将周围pH由10降至8,为后定植作物营造“微酸绿洲”。盆栽试验中,用10⁷ CFU/g菌液拌土,碱蓬根际交换性钠下降35 %,燕麦出苗率提高50 %,产量增加18 %。第二板斧是“防病促生”。菌株BRCB16可产生环脂肽与几丁质酶,抑制番茄立枯、棉花黄萎等病原菌,抑菌带宽达25 mm;同时分泌IAA 15 mg/L,诱导玉米侧根增加30 %,吸磷量提升20 %。新疆盐碱棉田每亩滴灌200 g菌粉,黄萎病指降低42 %,皮棉增产8.6 %。工业端,假坚强芽孢杆菌是“碱性酶工厂”。其耐碱木聚糖酶更适pH 10,90 ℃半衰期2 h,用于纸浆漂白可减少氯用量30 %;耐碱蛋白酶已列入洗涤剂助剂,低温下仍能有效分解血渍、奶渍,节能20 %。

吉氏芽孢杆菌(Bacillus gibsonii)是芽孢杆菌属中“耐热兼耐碱”的新锐成员,2004年由德国学者从堆肥超温区分离,命名源自菌种保藏家 Gibson 的姓氏。菌株呈杆状、革兰氏阳性,可形成椭圆芽孢,只适生长温度 50–55 ℃,pH 8.5–9.5,能在 10 % Na₂CO₃ 和 1 % 过氧化氢条件下存活,被视作“碱性酶工厂”的理想候选。一、耐热耐碱机制基因组编码多拷贝 Na⁺/H⁺ 逆向转运蛋白(nhaA、nhaC)与碳酸酐酶,可将胞内多余 Na⁺ 排出并维持 pH 稳态;芽孢富含钙-吡啶二羧酸复合物,赋予其 100 ℃、30 min 的耐热能力,为高温高碱工业环境提供稳定催化剂。二、工业酶宝库其耐碱普鲁兰酶只适 pH 9、70 ℃,可高效切割 α-1,6 糖苷键,用于淀粉糖化“一步法”,节省中和酸用量 20 %;耐碱木聚糖酶在 pH 10、65 ℃仍保持 85 % 活性,已用于纸浆漂白,减少氯用量 30 %,降低 AOX 排放;碱性蛋白酶则在 40 ℃、pH 11 条件下对血渍、奶渍去污力提升 35 %,为无磷洗涤剂增添绿色助剂。三、农业与环境菌株 TP-1 可产 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 %;与秸秆复配堆肥,24 h 堆温升至 65 ℃,纤维素降解率提高 28 %,堆肥周期缩短 6 d,杀灭病原菌和杂草种子效果明显。另一株C1在白酒窖池可产己酸和乙酸乙酯,使基酒主体香提高30%,为“增香菌”提供新选择。芽孢乳杆菌属
奇异水螺菌还被用于生物防治,其产生的物质可以抑制一些植物病原菌的生长,从而减少农药的使用。草色链霉菌
蒙氏肠球菌(Enterococcus mundtii)是一种革兰氏阳性、兼性厌氧的球形细菌,常以成对或短链排列。近年来,科研团队从健康动物肠道中分离到一株编号为HCD01的蒙氏肠球菌,经16S rRNA测序及系统发育分析,确认其与模式菌株同源性高达99%以上,已被保藏于中国微生物菌种保藏中心,保藏号CGMCC No.31447。安全评价显示,HCD01不含溶血素、凝胶酶等常见毒力基因,溶血试验呈阴性,且对小鼠脏器系数无不良影响,具备益生菌的先决条件。功能试验中,该菌能在pH 2~4的酸性环境及10% NaCl的高盐环境中存活,表现出良好的耐酸耐盐能力;同时可产生乳酸,使培养基pH在16小时内由6.2降至5.5,抑制沙门氏菌和停乳链球菌等病原体的生长。动物试验进一步证实,连续灌服HCD01的小鼠平均日增重提高,料重比下降,肠道绒毛结构完整,且在沙门氏菌攻毒后,肺、肝及结肠病变明显减轻,说明其既能促进生长,又能缓解致病菌沾染造成的组织损伤。综上,蒙氏肠球菌HCD01集安全、耐逆、产酸、抑菌、促生长于一体,在替代抗生物质的微生态制剂及畜牧养殖业中具有广阔的应用前景。草色链霉菌