特基拉芽孢桿菌(Bacillus tequilensis)是芽孢桿菌屬中一顆快速升起的新星。更早在墨西哥酒窖的橡木桶中被發現,它可在60℃、8%乙醇或含砷10g/L的廢水中保持活性,芽孢能休眠十年不死,被視作“極端環境基因庫”。其抗逆機制由“吸附-代謝-固定”三級網絡組成:ArsR-arsB-arsC操縱子把As3?氧化為低毒As??并泵出胞外;組氨酸富集蛋白Teq可吸附Au3?、Cd2?,吸附量達50mg/g,使湖南砷污染稻田兩年可溶砷下降45%,稻米增產15%,籽粒砷低于國標一半。在農業領域,特基拉芽孢桿菌表現出廣譜抑菌與促生雙重功效。菌株M408F10-3F8對12種病原菌和卵菌有強拮抗作用,黃瓜枯萎盆栽防效58%,與多菌靈相當,同時分泌IAA促生;菌株2-2a對大豆炭疽、黑斑、灰斑等葉部病害及根腐、立枯等土傳病害兼具防效,且定殖速度快;菌株20Q9B-2-14對馬鈴薯軟腐病菌抑制明顯,為生防制劑添新選項。在水產養殖中,菌株ZSGD5與Bt-CO通過“異養硝化-好氧反硝化”低耗氧途徑,把氨氮、亞硝酸鹽迅速轉為氮氣逸出,5℃仍保持活性,可使斑節蝦、花白鰱池塘氨氮下降60%,換水量減少三成。這種特性不僅使其在工業生產中具有優勢,還為它在食品和醫藥領域的應用提供了便利。哈茨山黃桿菌
蒙氏腸球菌(Enterococcus mundtii)是一種革蘭氏陽性、兼性厭氧的球形細菌,常以成對或短鏈排列。近年來,科研團隊從健康動物腸道中分離到一株編號為HCD01的蒙氏腸球菌,經16S rRNA測序及系統發育分析,確認其與模式菌株同源性高達99%以上,已被保藏于中國微生物菌種保藏中心,保藏號CGMCC No.31447。安全評價顯示,HCD01不含溶血素、凝膠酶等常見毒力基因,溶血試驗呈陰性,且對小鼠臟器系數無不良影響,具備益生菌的先決條件。功能試驗中,該菌能在pH 2~4的酸性環境及10% NaCl的高鹽環境中存活,表現出良好的耐酸耐鹽能力;同時可產生乳酸,使培養基pH在16小時內由6.2降至5.5,抑制沙門氏菌和停乳鏈球菌等病原體的生長。動物試驗進一步證實,連續灌服HCD01的小鼠平均日增重提高,料重比下降,腸道絨毛結構完整,且在沙門氏菌攻毒后,肺、肝及結腸病變明顯減輕,說明其既能促進生長,又能緩解致病菌沾染造成的組織損傷。綜上,蒙氏腸球菌HCD01集安全、耐逆、產酸、抑菌、促生長于一體,在替代抗生物質的微生態制劑及畜牧養殖業中具有廣闊的應用前景。類谷糠乳桿菌強壯類芽孢桿菌的應用前景廣闊,隨著研究的深入,其在更多領域的潛力將被進一步挖掘。

明亮發光桿菌(Photobacterium phosphoreum)是一種革蘭氏陰性、好氧的桿狀細菌,屬于發光桿菌屬。這種細菌以其獨特的生物發光特性而聞名,泛分布于海洋環境中,尤其是在深海和冷水中。明亮發光桿菌的生物發光能力使其在微生物學、生態學和生物技術領域具有重要的研究和應用價值。生物發光機制明亮發光桿菌的生物發光是一種自然現象,由細菌體內的熒光素酶(luciferase)催化熒光素(luciferin)與氧氣反應產生光。這種發光過程不需要外部光源,也不產生熱量,是一種高效的冷光源。明亮發光桿菌的發光強度和顏色可以根據環境條件和細菌的生理狀態發生變化,通常發出藍綠色的光。生態角色在海洋生態系統中,明亮發光桿菌扮演著重要的角色。它們的生物發光能力可以幫助它們在黑暗的深海環境中進行交流、捕食和防御。例如,一些深海魚類利用明亮發光桿菌的發光來吸引獵物或配偶。此外,明亮發光桿菌還可以與其他海洋生物形成共生關系,如與某些軟體動物和甲殼類動物共生,為宿主提供光源。應用領域生物技術明亮發光桿菌的生物發光特性使其在生物技術領域具有廣泛的應用。例如,它被用作生物傳感器,用于檢測環境中的污染物和化學物質。
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 內可將 15 % 淀粉液化糖化至還原糖 180 g L?1,轉化率 > 90 %,為濃醪發酵提供廉價糖源;與酵母共培養,乙醇產量提 12 %,蒸餾能耗降 8 %。二、高滲耐受胞內積累相容溶質四氫嘧啶,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,縮短發酵周期 12 h。三、農業應用菌株 BC-20 產 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 %,降低可吸附有機鹵化物(AOX)排放。新疆糖單孢菌在液體培養時通常不形成菌醭,營養細胞多為雙倍體,也有多倍體。有性生殖時產生子囊孢子 。

波羅的海希瓦氏菌(Shewanella baltica)是一種革蘭氏陰性的海洋細菌,泛分布于波羅的海等海洋環境中。這種細菌以其獨特的生態適應性和降解能力而備受關注,不僅在海洋生態系統的物質循環中發揮重要作用,還在環境保護和生物技術領域展現出巨大的應用潛力。生物特性波羅的海希瓦氏菌是一種兼性厭氧菌,具有低溫適應特性,能夠在4℃的低溫環境下保持代謝活性。其細胞呈直或彎桿狀,通過極生鞭毛運動,過氧化氫酶和氧化酶陽性。在2216E培養基22℃條件下,該菌形成橘紅色菌落,表面光滑濕潤,邊緣規則凸起。降解能力波羅的海希瓦氏菌具有強大的降解能力,能夠分解多種有機物質,包括藻酸、蛋白質、淀粉和纖維素等。這種能力使其在海洋生態系統中扮演著重要的分解者角色,參與有機物的降解和循環過程。此外,波羅的海希瓦氏菌還能夠降解石油烴類化合物,對海洋石油污染的生物修復具有重要意義。環境適應性波羅的海希瓦氏菌具有很強的環境適應性,能夠在多種海洋環境中生存,包括高鹽度和低溫環境。其hfq基因的表達量隨菌體生長階段上調,缺失該基因會導致菌株對重金屬、高鹽等逆境的耐受性明顯下降。
在工業領域,解硫胺素類芽孢桿菌的應用主要集中在生物合成方面。哈茨山黃桿菌
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℃范圍內生長良好,是典型“環境通吃型”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等環脂肽,破壞病原膜結構,對立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達26mm;同時產生芳基酰胺酶,降莠定、甲磺隆等堿性除草劑,土壤殘留量7d內下降60%,為連作障礙田“”。二、促生提質菌株IAA產量25mg/L,溶磷3.2mg/L,并產揮發性2,3-丁二醇,誘導黃瓜、生菜根系增30%,葉綠素提高2SPAD單位;大棚試驗顯示,畝施200g菌粉可使番茄Vc增加12%,糖酸比更協調,貨架期延長4d。三、工業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,可替代化學去漬劑;低溫淀粉酶10℃下活力保留70%,為寒區洗碗粉節約能耗20%。四、未來展望借助合成生物學,將花園芽孢桿菌的降毒、促生、耐冷模塊植入枯草底盤,可構建“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,讓花園芽孢桿菌從“花園”走向更廣闊的大地。哈茨山黃桿菌