赫氏埃希氏菌是深海熱液口的“化學魔術(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)。在科研領(lǐng)域,奇異水螺菌常被用作研究微生物生態(tài)、基因調(diào)控和代謝途徑的模型生物。雪白鏈霉菌
酸快生芽孢桿菌(Bacillus acidiceler)是2014年才被正式命名的芽孢桿菌新成員,卻已在綠色農(nóng)業(yè)中跑出“加速度”。菌株HS3由花生根際分離,耐酸、耐旱、耐溫,pH 5.5仍能快速萌發(fā);其芽孢可抗紫外、耐干燥,貨架期長達24個月,為商品化奠定基礎(chǔ)。HS3的“三板斧”讓土壤瞬間啟動:①產(chǎn)IAA 45.8 mg/L,誘導(dǎo)玉米、花生根系激增30%以上;②溶有機磷2.9 mg/L、解鉀19.9 mg/L,把固定態(tài)磷鉀變成養(yǎng)分;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。田間數(shù)據(jù)顯示,在花生-玉米間作體系下,每畝滴灌200 mL菌液(10^8 CFU/mL),花生側(cè)磷、鉀分別提高24%、53%,秕果率降54%,增產(chǎn)9.9%;玉米側(cè)IAA提升68%,禿頂縮短27%,增產(chǎn)18.6%,相當于少施25 kg復(fù)合肥仍多打糧。工業(yè)端,菌株CNBG-PGPR-17 24 h內(nèi)可把無機磷溶出277 mg/kg,并產(chǎn)乳酸0.27 kg/L,發(fā)酵液pH直降1單位,既當“生物酸化劑”又當“液體磷肥”,已用于藍莓基質(zhì),使可溶性蛋白、花青素分別增加17.7%、10.5%,果實糖酸比更協(xié)調(diào)。未來,隨著耐酸、耐鹽基因被進一步解碼,酸快生芽孢桿菌有望走進南方紅壤、北方鹽堿地,乃至礦區(qū)復(fù)墾,用一把“酸”鑰匙打開貧瘠土壤的肥力之門,為“減磷增效”提供可持續(xù)的微生物方案。桑樹腸桿菌它是一種環(huán)境友好的方法,不需要使用大量的化學試劑,減少了對水資源的污染。

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。當春雨浸潤,休眠的它隨水流游向豆科稚嫩的根毛,像機敏的牧羊犬識別前列聲啼哭。雙方以化學密語互通:根分泌類黃酮,菌回贈Nod因子,根毛收到暗號立刻蜷曲內(nèi)陷,把菌請進“客廳”,并發(fā)出指令讓皮層細胞分裂,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,村里小學因此添了圖書角。更妙的是,菌渣富含多糖,能把沙粒粘成團粒,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。
黏瓊脂芽孢桿菌是2007年在深海沉積物里被“撈”出的新成員,因菌落能拉出長長瓊脂糖絲,得了“黏瓊脂”的綽號。它生活在低溫、高壓、寡營養(yǎng)的海底,靠分泌特殊β-瓊脂糖酶,把堅硬的海藻碎片分解成單糖,再經(jīng)乙酰-CoA途徑合成能量,既填飽自己,也為周圍菌群打開“糧倉”,成為深海碳循環(huán)的隱形樞紐。實驗室更看重的是它的“冷酶工廠”。其瓊脂糖酶更適溫度只25℃,在4℃仍保持60%活性,比陸源同類酶省電一半;若把粗酶液直接噴到石花菜漿里,40分鐘就能讓膠體黏度降80%,濾出的寡糖可作益生元、化妝品保濕劑,甚至用于微膠囊壁材。更妙的是,菌體在貧氮環(huán)境會自發(fā)形成厚壁芽孢,可耐55℃、紫外照射兩小時,噴霧干燥存活率仍超90%,給工業(yè)化降低了冷鏈與包被成本。國內(nèi)團隊已把黏瓊脂芽孢桿菌制成灰粉末,用于即食涼粉、果凍的低溫脫膠,使生產(chǎn)周期從12小時縮到3小時,耗水減少四成;殘渣富含寡糖,可作飼料添加劑,提高仔豬日增重5%。未來,科學家計劃把耐冷酶基因轉(zhuǎn)進枯草芽孢桿菌,讓“冷酶”在常溫海洋里就地降解漂浮海藻,為藍碳保護再添一把微生物鑰匙。小小黏瓊脂芽孢桿菌,用一縷黏絲,把千米深海的秘密縫進人類綠色的產(chǎn)業(yè)鏈。海膽棕色小單孢菌細胞壁含meso-二氨基庚二酸(或3-OH-二氨基庚二酸或微量L-二氨基庚二酸)和甘氨酸。

史氏芽孢桿菌(Bacillus smithii)是芽孢桿菌屬中嗜熱分支的,標準菌株 JCM 9076 更初從高溫堆肥中分離,能在 55 ℃、pH 6.5 條件下旺盛生長,芽孢可耐 100 ℃沸水 2 h,是驗證高壓滅菌效果的指示菌之一。其細胞壁含特殊脂肪酸,膜脂熔點高,配合小分子熱休克蛋白,使核糖體和 DNA 在高溫下仍保持構(gòu)象穩(wěn)定,賦予菌體“耐熱盾牌”。2024 年,中國團隊從鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2(保藏號 CCTCC M2024167),鑒定為 Bacillus smithii。該菌兼具三重抗逆:耐鹽 6 %、耐鎘 50 mg·L?1,并能在 pH 4.5–9.0 范圍內(nèi)正常分泌有機酸,將難溶磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷,盆栽試驗中使玉米根際有效磷提高 42 %,籽粒鎘含量下降 35 %,實現(xiàn)“增磷減鎘”同步完成。在酶制劑方向,史氏芽孢桿菌是“高溫酶工廠”。其胞外堿性淀粉酶更適溫度 70 ℃,在洗滌劑、烘焙和酒精濃醪發(fā)酵中可省去降溫環(huán)節(jié),節(jié)能 15 %;耐有機溶劑蛋白酶可在 60 ℃、30 % 乙醇環(huán)境中保持 80 % 活性,為生物煉制提供新型催化劑。農(nóng)業(yè)應(yīng)用上,M2 菌株可與秸稈堆肥復(fù)配,使堆體溫度 24 h 升至 65 ℃,纖維素降解率提高 30 %,堆肥周期縮短 7 d;作為功能性菌劑,每畝隨基肥施入 200 g 菌粉,冬小麥越冬前磷吸收量提高 18 %,分蘗數(shù)增加 1.2 個,對后期倒伏有明顯緩解作用。有研究報道霍氏腸桿菌中存在“高毒力-泛耐藥”流行克隆ST133,對臨床方面構(gòu)成挑戰(zhàn) 。鹽漬喜鹽芽孢桿菌
糞腸球菌在正常情況下是人體內(nèi)共生菌,但在某些情況下,如腸道菌群失調(diào)、營養(yǎng)不良等,糞腸球菌會引起疾病。雪白鏈霉菌
鼠李糖乳桿菌(Lactobacillus rhamnosus)是一種革蘭氏陽性的乳酸菌,泛存在于人體腸道和口腔中。它因其強大的益生特性而被泛研究和應(yīng)用,成為維護腸道健康的重要微生物。益生特性鼠李糖乳桿菌是一種典型的益生菌,能夠調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,增強腸道屏障功能。它通過產(chǎn)生乳酸和細菌素,抑制有害菌的生長,從而維持腸道微生態(tài)的穩(wěn)定。此外,鼠李糖乳桿菌還能增強腸道黏膜的屏障功能,減少病原體和的入侵。免疫調(diào)節(jié)鼠李糖乳桿菌在免疫調(diào)節(jié)方面也表現(xiàn)出色。它能夠刺激腸道黏膜免疫系統(tǒng),增強機體的免疫反應(yīng)。研究表明,鼠李糖乳桿菌可以調(diào)節(jié)免疫細胞的活性,減少炎癥反應(yīng),對預(yù)防和治過敏性疾病具有潛在作用。應(yīng)用領(lǐng)域健康食品鼠李糖乳桿菌被廣泛應(yīng)用于健康食品中,如酸奶、發(fā)酵乳制品和益生菌補充劑。這些產(chǎn)品不僅能夠提供豐富的營養(yǎng),還能通過補充益生菌改善腸道健康。醫(yī)療保健在醫(yī)療保健領(lǐng)域,鼠李糖乳桿菌被用于治和預(yù)防多種腸道疾病,如腹瀉、和腸易激綜合征。此外,它還被用于增強力,預(yù)防和治呼吸道沾染和過敏性疾病。研究進展近年來,對鼠李糖乳桿菌的研究不斷深入。雪白鏈霉菌