潘諾尼亞鎖霉(Itersonilia pannonica)是一株擔子菌門、鎖霉屬的低溫絲狀菌,原產中國,常見于草地、腐葉及冷藏蔬菜表面。菌絲白色至淡黃,擴展呈絨毯狀,更適生長17℃,pH6,需氧,對鹽濃度變化敏感,4℃保存即可。一、科研價值耐冷特性使其成為冷鏈食品研究的模式菌;與氈狀金孢霉近緣,基因組含多種細胞壁降解酶基因,可用于低溫酶篩選及擔子菌系統發育分析。二、生物防治潛力培養濾液對灰霉、菌核等植物病原菌抑制圈達15–20 mm,并能分泌幾丁質酶,分解線蟲卵殼,盆栽試驗使番茄根結線蟲侵染率下降40 %,為開發低溫生劑提供候選。三、低溫酶應用菌株在10℃仍產較高活性纖維素酶和β-葡萄糖苷酶,可用于低溫洗滌、紙漿漂白或冷鏈廢棄物降解,節能20 %,降低高溫處理成本。四、教學與質控生物危害四類,培養簡易,國內多所高校將其列入“冷鏈微生物”教學實驗,學生可通過梯度平板直觀觀察低溫生長曲線,并用于冷藏食品監測的陽性對照。未來,借助合成生物學,把潘諾尼亞鎖霉的冷活性酶基因導入工業酵母,有望構建“冷鏈-降解”一體化細胞工廠,為冷鏈物流、低溫環保和綠色防控提供新工具。小小鎖霉,用一把“冷鑰匙”開啟低溫生物技術的廣闊天地。侄子根瘤菌是土壤里的微型氮廠,遇豆科根毛即附,分泌信號,誘根內陷成瘤。披發糖多孢菌神戶亞種
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 在高溫下仍保持構象穩定,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 范圍內正常分泌有機酸,將難溶磷酸鈣轉化為磷,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“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、烘焙和酒精濃醪發酵中可省去降溫環節,節能 15 %;耐有機溶劑蛋白酶可在 60 ℃、30 % 乙醇環境中保持 80 % 活性,為生物煉制提供新型催化劑。農業應用上,M2 菌株可與秸稈堆肥復配,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 %,分蘗數增加 1.2 個,對后期倒伏有明顯緩解作用。病研所芽胞桿菌這些功能對于理解和改善全球溫室氣體排放具有重要意義,也為制定環境保護策略提供了科學依據。

富養羅爾斯通氏菌(Ralstonia eutropha)是一種革蘭氏陰性、兼性化能自養型細菌,因其在生物技術和工業應用中的重要性而備受關注。生物學特性富養羅爾斯通氏菌的菌落呈圓形臍狀凸起,無色透明,表面光滑濕潤,邊緣不規則。菌體桿狀,大小約為1.2×2.5~3.5 μm,莢膜較厚,膨大的孢囊成橢圓形。這種細菌具有自生固氮能力,能夠在沒有外加氮源的條件下固定大氣中的氮氣,為植物提供氮素營養。分類與識別富養羅爾斯通氏菌屬于羅爾斯通氏菌屬(Ralstonia),該屬由日本學者Yabuuchi等于1995年建立,屬名源自美國細菌學家Ericka Ralston。富養羅爾斯通氏菌的基因組整合型雙質粒系統已應用于快速基因編輯。生態分布富養羅爾斯通氏菌泛存在于自然環境中,尤其是在土壤中。它能夠在多種極端環境下生存,包括高鹽、高堿和低氧環境。這種細菌的生態分布泛,從土壤到水生環境都能找到其蹤跡。工業應用富養羅爾斯通氏菌在工業微生物學中具有重要應用價值。它能夠高效積累聚羥基脂肪酸酯(PHAs),這些生物塑料具有生物可降解性,可用于生產環境友好型的塑料替代品。
威氏芽孢桿菌是土壤里低調的“多面手”。它先以桿狀活菌在根際游弋,一遇干旱、高溫便迅速縮成厚壁芽孢,可耐沸水煮十分鐘、紫外曝曬兩小時,仍能在十年后遇水萌發。植保學家把它當“殺菌劑”:芽孢復蘇后分泌表面活性素、伊枯草菌素,像微型剪刀刺破病原菌膜,對白絹、根腐、灰霉的抑制率超七成;同時誘導植物開啟系統抗性,番茄未染病就先“武裝”葉片。溫室試驗顯示,每畝用兩百克菌粉拌基質,黃瓜枯萎率降四成,農藥少打一半,果實仍青亮。更妙的是,它能分解有機磷長鏈,釋放正磷酸供作物吸收,相當于給土壤配了“微肥”。東北大豆連作田因它緩解“磷饑餓”,畝產增8%。如今,生物公司以玉米漿發酵罐培養,把芽孢制成可濕性粉劑,拌種、滴灌皆宜,保質期兩年,運輸不必冷鏈。科學家還在其基因組里插入耐鹽基因,讓它在西北鹽堿地也能萌發,為棄荒灘涂奪回糧田。小小威氏芽孢桿菌,用微米之軀守護綠色豐收,讓農藥瓶少一個,飯碗多一粒。鼠傷寒沙門菌是革蘭氏陰性細長桿菌,大小約為0.7-1.5μm×2-5μm,具有鞭毛,能運動。

環狀芽孢桿菌(Bacillus circulans)是芽孢桿菌屬的“多面手”,因菌落邊緣呈規則的環狀擴散而得名。菌體短桿、革蘭氏陽性,具周生鞭毛,可形成橢圓芽孢,更適溫度30–37 ℃,pH 6–9,廣分布于土壤、淡水與海洋沉積物中。一、細胞壁“”該菌能產生幾丁質酶、β-1,3-葡聚糖酶和纖維素酶,可分解菌細胞壁、植物殘體和甲殼類廢料,為碳循環打開“綠色通道”。實驗室條件下,其幾丁質酶粗酶液4 h內可降解蟹殼粉60 %,為甲殼素提取提供環保方案。二、生物防治與促生菌株BC-01分泌circulin A/B環肽,對立枯絲核菌、番茄青枯拉爾氏菌抑菌帶寬達25 mm;同時產IAA 20 mg·L?1,使玉米根長增30 %,吸磷量提22 %。大棚試驗每畝滴灌200 g菌粉,黃瓜枯萎病指下降40 %,產量增12 %。三、工業酶寶庫環狀芽孢桿菌的堿性蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比較高,已用于無磷洗滌劑,血漬去污力提升30 %;耐熱β-淀粉酶可將淀粉轉化為麥芽糖,糖漿得率提高15 %,為食品與發酵工業提供綠色催化劑。四、醫藥與環保該菌能合成胞外多糖,具有良好的乳化和增稠性能,已用于面包保鮮,貨架期延長3天。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。傷口類芽孢桿菌
假普通鏈孢囊菌在燕麥粉酵母精瓊脂(30℃)上,氣絲呈現淡粉色,基絲反面淡褐色,可溶色素為淡黃褐色。披發糖多孢菌神戶亞種
綠色綠芽菌(Blastochloris viridis)是一株綠色、能出芽的光合細菌,隸屬α-變形菌綱芽生綠菌屬。菌體圓形至卵圓,具極生鞭毛,可活躍游動;革蘭氏陰性,無芽孢,不形成芽孢鏈,通過不對稱出芽繁殖,是光合菌中少見的“芽殖型”。它的培養物呈橄欖綠至翠綠,源于細菌葉綠素b與類胡蘿卜素的組合,吸收波段集中在700-900 nm近紅外區,可在弱光或近紅外環境中進行不產氧光合,為光能異養生長提供優勢。更適生長溫度30℃,pH 6.8-7.5,鹽度0-6%,兼性微好氧,黑暗條件下也能緩慢呼吸增殖,適應淡水到河口多種生境。綠色綠芽菌的光合內膜為囊泡狀,含Q-8、Q-10、MK-7、MK-9等醌類,G+C mol% 66-71,系統發育與紅游動菌屬更接近。其反應中心結構與電子傳遞鏈已被解析,是研究光能轉化和人工光合器件的模型生物。應用方面,菌株ATCC 19567常用于教學與科研;因其能利用低級脂肪酸和多種有機酸,也被探索用于高濃度有機廢水處理,可在光照厭氧反應器中同步去除COD并回收單細胞蛋白,為“光合-凈水-資源”一體化提供新思路。隨著合成生物學發展,綠色綠芽菌的細菌葉綠素b合成基因簇已被克隆,為構建近紅外驅動細胞工廠奠定了遺傳基礎。披發糖多孢菌神戶亞種