田无链霉菌

威氏芽孢杆菌是土壤里低调的“多面手”。它先以杆状活菌在根际游弋，一遇干旱、高温便迅速缩成厚壁芽孢，可耐沸水煮十分钟、紫外曝晒两小时，仍能在十年后遇水萌发。植保学家把它当“杀菌剂”：芽孢复苏后分泌表面活性素、伊枯草菌素，像微型剪刀刺破病原菌膜，对白绢、根腐、灰霉的抑制率超七成；同时诱导植物开启系统抗性，番茄未染病就先“武装”叶片。温室试验显示，每亩用两百克菌粉拌基质，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”。东北大豆连作田因它缓解“磷饥饿”，亩产增8%。如今，生物公司以玉米浆发酵罐培养，把芽孢制成可湿性粉剂，拌种、滴灌皆宜，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。小小威氏芽孢杆菌，用微米之躯守护绿色丰收，让农药瓶少一个，饭碗多一粒。鲑色野野村氏菌革兰氏阳性，基丝和气丝极多分枝。气丝上产生钩状、螺旋形或直孢子链，孢子表面光滑或有疣。田无链霉菌

拜氏固氮菌（Azotobacter beijerinckii），又称贝杰林克氏固氮菌，是一种革兰氏阴性的好氧自生固氮菌，属于变形菌门γ-变形菌纲的固氮菌科。这种细菌以其强大的固氮能力在土壤生态系统中发挥着重要作用，并在农业和环境科学中展现出巨大的应用潜力。生物特性拜氏固氮菌的菌体直径约为1.5-2μm，长度2.5-7μm，运动型菌株具有周生鞭毛。它在固体培养基上形成湿润的卵圆形菌落，革兰氏染色呈阴性反应，细胞壁含有脂多糖。这种细菌通过三羧酸循环完成有机物的氧化，每消耗1克碳水化合物可固定约10毫克氮素。其固氮酶活性依赖于呼吸链产生的ATP，而其防氧保护机制通过高耗氧速率维持胞内低氧环境，从而保护固氮酶免受氧的破坏。固氮机制拜氏固氮菌的固氮过程是一个复杂的生物化学反应。固氮酶是其固氮的关键酶，能够将大气中的氮气（N₂）还原为氨（NH₃），进而合成有机氮化合物。固氮反应需要ATP提供能量，每还原1分子氮气需要消耗16-24分子ATP。固氮酶对氧非常敏感，因此拜氏固氮菌进化出了多种防氧保护机制，包括呼吸保护和构象保护。植物内生成对杆菌青铜小单胞菌无气丝，菌落隆起，皱，蜡样。基丝长，有分枝，直径0.5微米。孢子众多。单生并成簇。

波罗的海红小梨形菌（Rhodopirellula baltica）是一种泛存在于自然环境中的微生物，因其独特的生物学特性和多样的应用前景而备受关注。这种菌株在科研、生物防治和工业领域都有着重要的应用价值。生物学特性波罗的海红小梨形菌是一种革兰氏阴性菌，属于小梨形菌科。它在多种自然环境中泛存在，包括土壤、水体和植物表面。这种菌株的生存能力极强，能够适应多种环境条件。培养与保存波罗的海红小梨形菌的培养条件如下：培养基：M13a培养基，成分包括葡萄糖、蛋白胨、酵母浸膏、维生素溶液、Hutner基础盐溶液、Tris/HCl缓冲液、人工海水和蒸馏水。培养温度：25℃。需氧类型：需氧。保存方法：斜面、穿刺菌和冻干粉应在4-10℃保存，甘油菌在-80℃保存。科研应用波罗的海红小梨形菌在科研领域被用作研究微生物生态学、生物化学和基因组学的模型生物。其多样的生存环境和代谢途径使其成为了解微生物多样性和生态功能的重要对象。生物防治波罗的海红小梨形菌在生物防治方面具有潜在的应用前景。它能够产生一些具有抑制作用的代谢产物，对一些农业害虫和植物病原菌具有控制作用，被视为一种可替代化学农药的生物防治剂。工业应用波罗的海红小梨形菌在工业领域也有重要作用。

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 %。塔氏糖多孢菌在分类学上属于细菌界，放线菌门，放线菌纲，放线菌目，糖多孢菌科，糖多孢菌属。

甲基营养型芽孢杆菌是土壤里的“碳链炼金师”。它以甲醇、甲胺等一碳化合物为主食，却能把这些常被忽视的小分子变成高值产物。菌体在含甲醇的培养基中迅速萌发，分泌甲醇脱氢酶，将有毒的甲醇先氧化为甲醛，再经RuMP循环固定为果糖-6-磷酸，既获得能量，又合成自身所需碳骨架。整套反应在pH 7、30℃下效率比较高，甲醇转化率可达理论值的92%，远高于化学催化。更难得的是，它同时是一株“生物兵工厂”。在利用甲醇的同时，甲基营养型芽孢杆菌能合成表面活性素、泛革素等脂肽，对黄瓜枯萎、辣椒疫霉、番茄青枯的抑菌带宽达25-30毫米；其挥发性的3-甲基-1-丁醇、2-甲基吡嗪可诱导植物系统抗性，使棉花黄萎病指下降40%。田间试验表明，每亩用200克菌粉滴灌，玉米根际甲醇天然浓度降低60%，植株叶绿素提高1.5个SPAD单位，产量增加8%，且农药使用量减少三成。工业端，科研团队把聚-γ-谷氨酸合成酶基因导入甲基营养型芽孢杆菌，使其在消耗甲醇的同时产出高黏度γ-PGA，可作为保水剂、絮凝剂或医用敷料；5吨罐分批发酵，γ-PGA产量达25 g/L，成本比传统谷氨酸发酵低20%。此外，其芽孢可耐沸水煮15分钟、紫外照射两小时，喷雾干燥存活率超过90%，为大规模制剂化提供了便利。这种细菌的蛋白质降解能力较强，能够分解复杂的蛋白质结构，这在生物技术应用中具有潜在用途。植物内生成对杆菌

这种芽孢杆菌能够分泌多种酶，如果胶酶、纤维素酶和木质素酶等。田无链霉菌

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。田无链霉菌