克劳氏芽孢杆菌(Bacillus clausii)是芽孢杆菌属中的“耐碱”,1915年由意大利克劳氏从碱性土壤中分离,菌体杆状、周生鞭毛,可在 pH 8–10.5、盐 0–12 % 的条件下旺盛生长,芽孢能耐受 100 ℃ 沸水 30 min,是研究极端碱适应的模式菌之一。一、耐碱机制基因组编码多拷贝 Na⁺/H⁺ 逆向转运蛋白(nhaC、mnh)与碳酸酐酶,可将胞内多余 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,为高温高碱酶的高效表达提供稳定平台。二、工业酶宝库其耐碱蛋白酶在 pH 11、40 ℃ 仍保持 90 % 活性,已用于无磷洗涤剂,血渍、奶渍去污力提升 30 %;耐碱淀粉酶更适 pH 9、90 ℃,可在纺织退浆中省略中和步骤,节能 15 %;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、农业与环境菌株 SIN 可产 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 6 d。耐碱特性使其在 pH 9 的苏打盐碱土中仍能定殖,水稻产量增加 10 %。基因组G+C含量37%,携带多重外排泵与渗透调节基因,可在干旱、盐碱环境中维持胞内水平衡。烟酸芽胞杆菌
酸快生芽孢杆菌(Bacillus acidiceler)是2014年才被正式命名的芽孢杆菌新成员,却已在绿色农业中跑出“加速度”。菌株HS3由花生根际分离,耐酸、耐旱、耐温,pH 5.5仍能快速萌发;其芽孢可抗紫外、耐干燥,货架期长达24个月,为商品化奠定基础。HS3的“三板斧”让土壤瞬间启动:①产IAA 45.8 mg/L,诱导玉米、花生根系激增30%以上;②溶有机磷2.9 mg/L、解钾19.9 mg/L,把固定态磷钾变成养分;③分泌蛋白酶与脂肽,抑制番茄青枯、辣椒疫霉,病指下降四成。田间数据显示,在花生-玉米间作体系下,每亩滴灌200 mL菌液(10^8 CFU/mL),花生侧磷、钾分别提高24%、53%,秕果率降54%,增产9.9%;玉米侧IAA提升68%,秃顶缩短27%,增产18.6%,相当于少施25 kg复合肥仍多打粮。工业端,菌株CNBG-PGPR-17 24 h内可把无机磷溶出277 mg/kg,并产乳酸0.27 kg/L,发酵液pH直降1单位,既当“生物酸化剂”又当“液体磷肥”,已用于蓝莓基质,使可溶性蛋白、花青素分别增加17.7%、10.5%,果实糖酸比更协调。未来,随着耐酸、耐盐基因被进一步解码,酸快生芽孢杆菌有望走进南方红壤、北方盐碱地,乃至矿区复垦,用一把“酸”钥匙打开贫瘠土壤的肥力之门,为“减磷增效”提供可持续的微生物方案。炭黑曲霉海胆棕色小单孢菌是革兰氏阳性,不抗酸,好气或微好气。无真正的气丝,基丝发达,分枝,有隔。

巴基斯坦赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus pakistanensis)是2009年从巴基斯坦干旱区大豆根际分离的新种,因肽聚糖含meso-二氨基庚二酸而非赖氨酸,在属内独树一帜。菌体革兰氏阳性、具周生鞭毛,可形成椭圆芽孢,能在10–28℃、pH6.5–9.0及0–6%NaCl范围内生长,并耐受150mM硼酸,被视为“中度耐硼”的旱地先锋。在抗逆机制上,该菌细胞膜以二磷脂酰甘油、磷酸乙醇胺为主,脂肪酸iso-C18:0占30%,赋予其高膜稳定性;基因组G+C含量37%,携带多重外排泵与渗透调节基因,可在干旱、盐碱环境中维持胞内水平衡。功能层面,巴基斯坦赖氨酸芽孢杆菌表现出“促生-抗病-解”三合一特性。实验室条件下,其IAA产量达118mg/L,明显高于同属菌株,可刺激小麦根长增加35%,干重提高28%;菌液处理后,花生根结线虫侵染率下降42%,对南方根结线虫卵孵化抑制率超60%,为线虫绿色防控提供新选择。此外,该菌对革兰氏阴性植物病原菌具有明显抑菌圈,代谢产物中的酶抑制剂可干扰细菌双功能酶系统,相关菌机制仍在持续解析。
蜂房类芽孢杆菌(Paenibacillus alvei)是一种革兰氏阳性的细菌,因其在农业生物防治和植物生长促进方面的明显效果而受到泛关注。这种细菌具有多种有益功能,包括产生植物生长、降解磷、产生纤维素酶以及抑制植物病原菌的生长。生物特性蜂房类芽孢杆菌的细胞呈杆状,革兰氏染色阳性,阴性或可变,以周生鞭毛运动。在膨大包囊内有椭圆形芽孢,在营养琼脂上无可溶性色素。这种细菌是兼性厌氧或严格好氧的,更适生长温度为30℃。农业应用植物生长促进蜂房类芽孢杆菌能够产生吲哚乙酸(IAA),这是一种重要的植物生长,能够促进植物根系的生长和发育。例如,蜂房类芽孢杆菌B1-33的IAA产量为11.2435 mg/L。此外,这种细菌还能降解磷酸三钙,将其转化为可溶性磷,从而提高土壤中磷的可用性,促进植物生长。病原菌抑制蜂房类芽孢杆菌在抑制植物病原菌方面表现出色。例如,蜂房类芽孢杆菌B1-33的菌落和发酵菌液能够明显抑制黄瓜枯萎病菌的菌丝生长,防治效果分别为69.09%和70.95%。此外,蜂房类芽孢杆菌ZJUB2011-1对尖孢镰刀菌具有明显的抑制作用,可用于防治由尖孢镰刀菌引起的西红花球茎腐烂病。其他应用蜂房类芽孢杆菌还被应用于防治马铃薯疮痂病。青铜小单孢菌是产生抗生物质较多的一个属,有的种还积累维生素B12。它们可以用真空冷冻干燥法获取。

卡拉季喜盐芽孢杆菌(Halobacillus karajensis)是一种革兰氏阳性、中等嗜盐的芽孢杆菌,泛分布于高盐环境,如盐湖和盐渍土中。这种细菌因其独特的生态适应性和潜在的生物技术应用价值而受到关注。生物特性卡拉季喜盐芽孢杆菌的细胞呈杆状或球状到卵圆形,胞内产生芽孢,以周生鞭毛运动。其细胞壁含有鸟氨酸-D-天冬氨酸型的肽聚糖,芽孢可抗75℃10分钟以上。这种细菌是严格好氧的化能异养菌,接触酶和氧化酶皆阳性。此外,它还具有DNase和蛋白酶(明胶液化)活性,但无脲酶、卵磷脂酶、苯丙氨酸脱氨酶和精氨酸双水解酶。生态适应性卡拉季喜盐芽孢杆菌具有强大的耐盐能力,能够在高盐度环境中生长。其更适生长盐度为10% NaCl,培养温度为37℃。这种细菌的生长和代谢活动在高盐环境中表现出色,使其能够在盐湖等极端环境中生存。应用潜力卡拉季喜盐芽孢杆菌在生物技术领域具有重要的应用潜力。研究表明,这种细菌能够产生淀粉酶,这使其在工业酶制剂的生产中具有潜在用途。此外,其耐盐特性也使其成为研究微生物在高盐环境下生存机制的重要模型。研究与保存卡拉季喜盐芽孢杆菌的模式菌株为DSM 14948,更初从伊朗的盐渍土中分离。橙色隐孢囊菌是一种属于隐孢囊菌属,形态特征:革兰氏阳性,菌丝分枝,基丝不断裂。孢囊孢子可游动 。簇生链格孢
科学家正给它植入耐旱、耐盐基因,让它在西北旱地也能结瘤。烟酸芽胞杆菌
盐湖盐二形菌(Haloplanus)是一种极端嗜盐菌,泛分布于高盐度的盐湖环境中。这种细菌因其独特的生态适应性和潜在的降解能力而受到关注。盐湖盐二形菌具有泛的生态适应性,能够在高盐度条件下生存和繁衍。其更适生长盐度范围一般在120-280 g/L NaCl之间。此外,盐湖盐二形菌还能在pH值为5.9-9.0的环境中生长,显示出对环境酸碱度的良好适应性。盐湖盐二形菌在降解有机污染物方面展现出明显能力。研究表明,该细菌能够有效降解多种有机物质,如淀粉和苯酚等。在盐湖环境中,盐湖盐二形菌通过其独特的代谢途径,能够在高盐度条件下分解复杂的有机物质,为生态系统中的物质循环和能量流动提供支持。盐湖盐二形菌的生态适应性和降解能力使其在环境修复和生物技术领域具有重要的应用潜力。在高盐度的工业废水中,盐湖盐二形菌能够有效降解污染物,减少对环境的污染。此外,其在盐湖中的自然分布也表明了其在生态平衡中的重要作用。盐湖盐二形菌作为极端嗜盐菌的研究模型,为科学家们提供了探索微生物在极端环境下的生存机制和进化规律的契机。未来的研究将进一步揭示其适应高盐环境的分子机制,以及其在复杂生态系统中的功能和作用。烟酸芽胞杆菌