层卧孔菌

施氏芽孢杆菌（Bacillus smithii）是芽孢杆菌属中少见的“高温工匠”，标准菌株 JCM 9076 更早从堆肥深处分离，可在 30–65 ℃、pH 4.5–9.0 范围内旺盛生长，更适温度 55 ℃，芽孢耐 100 ℃沸水 2 h 仍存活，是验证高压蒸汽灭菌的指示菌之一。其耐热关键在于芽孢内高浓度吡啶二羧酸钙（DPA-Ca）结合低水分状态，配合小分子热休克蛋白，使酶与 DNA 在高温下依旧稳定。2024 年，中国团队从湖南镉污染稻田筛选到解磷菌株 M2（保藏号 CCTCC M2024167），鉴定为 B. smithii。该菌可在 50 mg L⁻¹ Cd²⁺、6 % NaCl 条件下正常分泌有机酸，将难溶磷酸钙转化为磷，盆栽玉米根际有效磷提高 42 %，籽粒镉含量下降 35 %，实现“增磷减镉”同步完成。在工业酶方向，施氏芽孢杆菌是“高温酶工厂”。其耐碱性 α-淀粉酶更适温度 70 ℃，在淀粉液化、纺织退浆中可省去降温环节，节能 15 %；耐热蛋白酶在 60 ℃、30 % 乙醇中仍保持 80 % 活性，为生物炼制提供新型催化剂。农业应用上，M2 菌株与秸秆堆肥复配，可使堆体 24 h 升至 65 ℃，纤维素降解率提高 30 %，堆肥周期缩短 7 d；作为功能性菌剂，每亩基施 200 g 菌粉，冬小麦越冬前磷吸收量提高 18 %，分蘖数增加 1.2 个，对后期倒伏有明显缓解作用。解硫胺素类芽孢杆菌作为一种多功能的微生物，具有泛的应用前景。层卧孔菌

中山氏芽孢乳杆菌中山氏亚种（Sporolactobacillus nakayamae subsp. nakayamae）是一种革兰氏阳性、兼性厌氧的芽孢乳杆菌，属于芽孢杆菌属。这种细菌因其独特的生物学特性和在微生物研究中的重要性而备受关注。生物学特性中山氏芽孢乳杆菌中山氏亚种是一种直杆菌，单个或成对存在，罕见短链。其革兰氏染色呈阳性，具有周生鞭毛，运动性良好。芽孢产生稀少，呈椭圆形，中生且膨大。这种细菌兼性厌氧，但在大气中生长较贫乏。培养条件培养基：GYP琼脂，成分包括葡萄糖40.0g、酵母提取物20.0g、蛋白胨20.0g、乙酸钠20.0g、溶液B 10.0ml、琼脂粉15.0g、蒸馏水1.0L，pH值为6.8。溶液B包括MgSO₄·7H₂O 4.0g、FeSO₄·7H₂O 0.2g、MnSO₄·xH₂O 0.2g、NaCl 0.2g、蒸馏水100.0ml。培养温度：30℃。需氧类型：需氧。保存方法冻干粉：真空冻干法制备为冻干粉，保存于2-8℃冰箱，可保存2年以上。甘油冻存管：保存于-80℃超低温冰箱，可保存半年以上。活化物：保存于2-8℃冰箱，可保存1-2周。主要用途中山氏芽孢乳杆菌中山氏亚种主要用于科研和教学，作为模式菌株用于研究细菌的生长特性、代谢途径和基因表达等。活化步骤准备1支含预除氧液体培养基的试管。尼阿布马赛菌更妙的是，它能分解有机磷长链，释放正磷酸供作物吸收，相当于给土壤配了“微肥”。

在微生物的“军团”里，蕈状芽孢杆菌（Bacillus mycoides）可谓形貌更奇特的一位。它在固体培养基上排成丝状、螺旋状或放射状菌落，远望如微缩蘑菇菌丝，因而得名“蕈状”。别看外形“文艺”，其功能却硬核：耐旱、耐盐、产酶、抑菌、促生，堪称土壤里的“多面手”。一、形态即名片蕈状芽孢杆菌为革兰氏阳性大杆菌，周生鞭毛，可形成椭圆芽孢。更独特的是它的“集体运动”能力——细胞通过侧向滑动，在琼脂表面形成美丽而规则的“蕨叶”或“螺旋”图案，这一自组织现象已被用作生物物理研究模型。二、生态功能抑病：菌体分泌表面活性素、fengycin 等环脂肽，可破坏病原菌膜，对立枯丝核菌、镰刀菌抑菌带宽达 25 mm。促生：产 IAA 25 mg·L⁻¹，溶有机磷 3.1 mg·L⁻¹，小麦根系增 30 %，吸磷量提 20 %。抗逆：胞外多糖吸附 Na⁺，在 8 % 盐浓度下仍正常生长；芽孢耐干燥 6 个月，适合西北旱区应用。三、田间表现山东大棚番茄试验，每亩沟施 10⁸ CFU·g⁻¹ 菌粉 200 g，灰霉病指下降 42 %，产量增 12 %，维生素 C 提高 8 %；宁夏盐碱地滴灌，可使水稻根际 pH 降 0.4，全盐下降 15 %，增产 9 %。

丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum）是一种革兰氏阳性的厌氧细菌，因其在生物合成、丁醇等重要有机溶剂方面的重要作用而备受关注。这种细菌的发酵过程（AB发酵）具有独特的代谢转变机制，从产酸阶段到产溶剂阶段的转变受到pH等多种因素的调控。代谢机制丁醇梭菌的代谢过程可以分为两个阶段：产酸阶段和产溶剂阶段。在产酸阶段，细菌将葡萄糖转化为乙酸和丁酸等有机酸，导致发酵液pH下降。当pH下降到一定程度时，细菌进入产溶剂阶段，将有机酸重新转化为、丁醇和乙醇等溶剂。这一过程涉及多个代谢分支点和关键酶，如乙酰乙酰辅酶A转移酶和乙醛/醇脱氢酶。工业应用丁醇梭菌在工业生产中具有重要地位，尤其是在生物合成和丁醇方面。丁醇是一种重要的有机溶剂，广泛应用于塑料、橡胶、涂料等行业。通过优化发酵条件，如pH值和营养物质的供应，可以提高丁醇的产量。例如，研究表明，适量的糖过剩有助于丁醇梭菌将代谢流向丁醇合成途径调节。基因组学与代谢工程近年来，基因组学和代谢工程的发展为丁醇梭菌的研究和应用提供了新的机遇。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。

堀越氏芽孢杆菌（Bacillus horikoshii）是20世纪90年代由日本科学家堀越等从碱性温泉沉积物中分离出的嗜碱菌，也是国际公认的模式菌株（ATCC 700161）[ ^82^ ][ ^84^ ]。菌体杆状、革兰氏阳性，可形成椭圆芽孢，更适pH 8.5–9.5、温度30–37 ℃，在Na₂CO₃浓度50 g L⁻¹的极端环境中仍能正常代谢，被称为“天然碱性细胞工厂”。一、耐碱机制基因组编码多拷贝Na⁺/H⁺逆向转运蛋白（mnh、nhaC）和碳酸酐酶，可将胞内多余Na⁺排出，并将CO₃²⁻转化为HCO₃⁻，维持胞内pH稳态；细胞壁肽聚糖含高比例二氨基庚二酸，增强膜稳定性，为高温高碱酶的高效表达提供平台。二、工业酶潜力其耐碱淀粉酶、普鲁兰酶更适pH 9–10，90 ℃半衰期>2 h，已用于淀粉糖化“一步法”，可省略传统工艺中的中和环节，节能15 %；耐碱蛋白酶在洗涤剂中可去除血渍、奶渍，低温活性优于市场同类酶20 %。三、农业与环境应用菌株P1具备“溶磷-钝化重金属”双重功能：在pH 9、Cd²⁺ 50 mg kg⁻¹条件下，仍可将难溶磷酸钙转化为磷277 mg kg⁻¹，同时胞外多糖吸附Cd²⁺，使水稻籽粒镉含量下降35 %，产量提高18 %。

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。层卧孔菌

嗜盐海球菌（Halococcus salifodinae）是一种极端嗜盐的古菌，泛分布于海洋高盐环境中，如盐湖、盐田和海底盐矿。这种微生物因其独特的耐盐机制和在生物技术领域的应用潜力而备受关注。生物特性嗜盐海球菌是一种革兰氏阴性的球状古菌，通常以四联体形式存在。它是一种严格厌氧的化能异养菌，能够在高盐度和厌氧条件下生长。这种细菌的细胞壁含有特定的糖类和蛋白质，使其能够在高盐环境中保持细胞的稳定性和功能。耐盐机制嗜盐海球菌具有多种耐盐机制，使其能够在极端高盐环境中生存。其细胞内含有高浓度的相容溶质，如甜菜碱和钾离子，这些物质有助于维持细胞内的渗透压平衡。此外，嗜盐海球菌的细胞膜具有特殊的脂质成分，使其能够在高盐环境中保持膜的流动性和功能。应用领域生物技术嗜盐海球菌在生物技术领域具有重要应用。其独特的代谢途径和酶系统使其能够在高盐条件下进行生物合成和生物转化。例如，嗜盐海球菌能够生产多种生物活性物质，如多糖、蛋白质和酶，这些物质在医药和工业中具有潜在应用价值。环境修复嗜盐海球菌在环境修复中也展现出巨大潜力。层卧孔菌