烟酸芽孢杆菌(Bacillus niacini)是芽孢杆菌属里的“维生素工匠”。20 世纪 90 年代由日本科学家在腐殖土中分离,因其能利用烟酸(维生素 B₃)为碳氮源生长而得名。菌体杆状、周生鞭毛,可形成椭圆芽孢,耐碱、耐干燥,更适 pH 8–9、温度 30–37 ℃,在贫瘠土壤里依然繁殖迅速。首要本领是“分解顽固”。基因组编码烟酸脱氢酶、6-羟基烟酸加氧酶等关键基因,可把腐殖质中的吡啶环打开,生成甲酸、酸和 NH₃,既为自身供能,也为周围微生物提供“开胃小菜”。在堆肥试验中,接种 10⁵ CFU/g 使稻草腐殖化度提高 25 %,堆体温度 48 h 升至 65 ℃,纤维素降解率增加 30 %,堆肥周期缩短 7 天。第二技能是“促生抗逆”。菌株 IAEA 能分泌 IAA 12 mg/L,并溶出有机磷 2.8 mg/L,玉米根系增 28 %,叶绿素提高 1.8 SPAD;同时产生环脂肽,对番茄青枯、黄瓜枯萎抑菌带宽达 24 mm,温室防病效果 58 %,与多菌灵相当。工业端,烟酸芽孢杆菌是“绿色催化剂”。其烟酸酶可将烟酸一步转化为 6-羟基烟酸,用于合成降压药尼群地平,底物转化率 98 %,比化学路线减少三废 70 %;耐热淀粉酶在 60 ℃仍保持 85 % 活性,已用于洗涤剂,节能 20 %。它属于水螺菌属,是一种革兰氏阴性菌,泛存在于自然环境中。米根霉
纺锤形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus fusiformis)是土壤里的“多面小钢炮”。菌体直杆、常成链排列,革兰氏阳性,周生鞭毛,可形成椭圆芽孢,耐干燥、耐酸碱,正面黄色、湿润小菌落,易挑取,是实验室常见模式菌株。一、绿色防控菌株CGMCC No.28950对南方根结线虫防效突出,盆栽试验虫口密度降70 %;同步产蛋白酶、几丁质酶,破坏虫卵壁,为蔬菜连作障碍提供化学杀线剂的替代方案。二、促生提质该菌溶磷量达277 mg kg⁻¹,解钾能力明显,可分泌IAA,使玉米、番茄根系增30 %,吸磷量提棚试验每亩滴灌200 g菌粉,番茄Vc含量提高12 %,糖酸比更协调,货架期延长5天。三、环境修复贵州大学团队利用菌株GZU-Lys01转化煤矸石中难溶磷钾为植物可吸收养分,制备微生物肥料;还能矿化固定垃圾焚烧底灰和尾矿中的Cd、Pb,吸附量分别达50 mg g⁻¹与35 mg g⁻¹,为矿区复垦提供低成本方案。四、工业酶潜力该菌产果胶酶活性高,可在25 ℃、pH 8条件下水解果胶,为果汁澄清、麻类脱胶提供低温酶源;耐碱蛋白酶已在洗涤剂中试用,10 ℃下去污力提升30 %,节能20 %。运动发酵单孢菌生物脱胶过程更加温和,不会对纤维造成损伤,从而提高了纤维的质量和强度。

环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)是芽孢杆菌属的“多面手”,因菌落边缘呈规则的环状扩散而得名。菌体短杆、革兰氏阳性,具周生鞭毛,可形成椭圆芽孢,更适温度30–37 ℃,pH 6–9,广分布于土壤、淡水与海洋沉积物中。一、细胞壁“”该菌能产生几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和纤维素酶,可分解菌细胞壁、植物残体和甲壳类废料,为碳循环打开“绿色通道”。实验室条件下,其几丁质酶粗酶液4 h内可降解蟹壳粉60 %,为甲壳素提取提供环保方案。二、生物防治与促生菌株BC-01分泌circulin A/B环肽,对立枯丝核菌、番茄青枯拉尔氏菌抑菌带宽达25 mm;同时产IAA 20 mg·L⁻¹,使玉米根长增30 %,吸磷量提22 %。大棚试验每亩滴灌200 g菌粉,黄瓜枯萎病指下降40 %,产量增12 %。三、工业酶宝库环状芽孢杆菌的碱性蛋白酶在pH 10、50 ℃下活性比较高,已用于无磷洗涤剂,血渍去污力提升30 %;耐热β-淀粉酶可将淀粉转化为麦芽糖,糖浆得率提高15 %,为食品与发酵工业提供绿色催化剂。四、医药与环保该菌能合成胞外多糖,具有良好的乳化和增稠性能,已用于面包保鲜,货架期延长3天。
沙福芽孢杆菌是土壤里的“休眠战士”。环境宜人时,它像普通杆菌分裂繁殖;一旦遇干旱、高温或高盐,便迅速缩成圆芽孢,外壁裹满吡啶二羧酸,耐热八十度、耐旱十年,只等雨露归来。植保学家爱把它当“生物卫兵”:芽孢萌发后分泌脂肽、几丁质酶,可撕破病原菌壁,使灰霉、枯萎菌无法入侵番茄、黄瓜;同时激发植物系统抗性,让叶片自己升“警备”。温室试验显示,育苗土中每克添百万芽孢,黄瓜枯萎率降四成,农药少打一半,果实仍青亮。更妙的是,它能将有机磷长链分解成植物可吸收的正磷酸盐,相当于给土壤配了“微肥”。如今,生物公司以糖蜜发酵罐培养,把芽孢制成可湿性粉剂,拌种、灌根皆宜,保质期两年,运输不必冷链。科学家还在其基因组里插入耐盐基因,让它在西北盐碱地也能萌发,为弃荒滩涂夺回粮田。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。收获后根瘤脱落,矿化释氮,后茬玉米吸氮量提15%,土壤硝态淋失降四成,地下水不再喊“又咸又绿”。

赫氏埃希氏菌是深海热液口的“化学魔术师”,能在摄氏百度、千倍大气压的暗夜里,把硫化氢当早餐,把二氧化碳当点心来款待。它用氢硫还氧酶把剧毒硫化氢拆成电子与质子,驱动ATP合酶高速旋转,合成能量,再借逆三羧酸循环把无机碳织成有机糖,无需阳光,也能养活整片“黑烟囱”丛林。科学家搭乘深潜器采集菌体,发现其细胞膜含特殊醚键脂质,像给自身裹上耐高温的陶瓷瓦,蛋白质内部也布满离子键,仿佛微型钢铁骨架,才让它在沸水中依旧柔韧。实验室里,研究团队把它的固碳基因簇移植到工业大肠杆菌,使后者能在废气流里自养生长,产出的聚羟基脂肪酸酯可制可降解塑料,为碳中和提供新思路。小小赫氏埃希氏菌,用肉眼看不见的臂膀,托住地球深部与未来的绿色循环。组蛋白样蛋白紧紧包裹DNA,防止高温断裂;同时拥有一套高效热休克蛋白(Hsp)系统,可快速修复变性蛋白。中国葡萄座腔菌
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。米根霉
包姜氏液体培养基基础(BGA Broth Base)是为培养姜苗根茎共生促生菌而设计的富氮液体培养基,由包头师范学院与姜科作物团队共同优化,故得“包姜”之名。其配方以酪蛋白胨与大豆木瓜酶消化物提供与缓释氨基酸,酵母粉补充B族维生素和微量元素,可溶性淀粉作碳源,既避免葡萄糖过量产酸,又模拟根茎分泌物成分;特别添加0.3% K₂HPO₄与0.2% MgSO₄,缓冲能力强,可中和菌体代谢酸,维持pH 6.8–7.0,满足假单胞菌、芽孢杆菌及稀有放线菌的同步增殖。实际应用中,1 L培养基接种5 mL姜块研磨液,28℃、160 r/min振荡培养24 h,菌浓即可达2×10⁹ CFU/mL,菌液呈淡棕、微粘,带新鲜生姜清香;继续补糖发酵可产胞外多糖1.2 g/L,对番茄、辣椒具明显促根活性。若需固体分离,补加1.2%琼脂即得BGA平板,可直观观察菌落形态:有效菌株多呈乳白、边缘波状,48 h后在365 nm紫外下可见蓝绿色荧光,与16S rDNA序列联用,可在72 h内完成“功能—种属”双重鉴定。质量控制上,BGA培养基需用去离子水配制,高压灭菌后若出现轻微沉淀,为镁—磷复合物,50℃水浴摇匀即可;储存过程若液体变黄,提示淀粉水解过度,应废弃。米根霉