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。這種特性不僅使其在工業生產中具有優勢,還為它在食品和醫藥領域的應用提供了便利。西費冠孢酵母
嗜熱嗜脂肪地芽孢桿菌(Geobacillus stearothermophilus),又稱嗜熱脂肪芽孢桿菌,是一種革蘭氏陽性、好氧或兼性厭氧的芽孢桿菌。它以其在高溫和高脂肪環境中的良好生存能力而聞名,廣泛應用于工業、環境科學和生物技術領域。微生物特性嗜熱嗜脂肪地芽孢桿菌是一種耐高溫的細菌,更適生長溫度為55-60℃,能夠在高達70℃的環境中生存。它能夠在高脂肪和高鹽環境中生長,這使其在極端環境中具有很強的適應能力。這種細菌能夠形成耐高溫、耐干燥的芽孢,芽孢的耐熱性使其在食品加工和醫療滅菌中具有重要應用價值。工業應用嗜熱嗜脂肪地芽孢桿菌在工業生產中具有重要應用,尤其是在食品加工和生物發酵領域。它能夠產生多種耐熱酶,如α-淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶,這些酶在食品加工中用于淀粉液化、蛋白質水解和脂肪分解。例如,α-淀粉酶在食品烘焙和紡織品退漿中發揮重要作用,而蛋白酶則用于洗滌劑中分解蛋白質污漬。此外,這種細菌還被用于生物燃料的生產,通過發酵將生物質轉化為乙醇等可再生能源。環境科學在環境科學中,嗜熱嗜脂肪地芽孢桿菌因其在高溫環境中的生存能力而被用于生物修復。它能夠降解多種有機污染物,如石油烴和農藥殘留,有助于改善土壤和水體質量。榛針孢酵母由于其耐輻射特性,它被泛用于研究微生物在極端環境下的生存機制。

蘇云金桿菌(Bacillus thuringiensis,簡稱Bt)是土壤里走出的“生物導彈”。它在芽孢形成時同步合成伴胞晶體,內藏δ-內;當鱗翅目幼蟲咬食葉片,晶體被堿性腸液溶肽插入中腸上皮,幾分鐘內停止取食,芽孢乘虛進入血腔,引發敗血癥,害蟲兩日后饑餓而亡 。田間每畝用200毫升Bt懸浮劑,可將菜青蟲、稻縱卷葉螟、玉米螟等130余種害蟲的種群壓到經濟閾值以下,且對瓢蟲、蜜蜂幾乎無害 。因其安全無殘留,我國年產量已達3.5萬噸,覆蓋333萬公頃農田,成為用量比較大的微生物殺蟲劑 。科學家把Cry基因導入棉花、水稻,培育的Bt作物畢生自帶抗蟲盾,減少農藥噴灑七成以上 。從茶園到玉米地,再到防蚊孑孓的水塘,Bt用顯微鏡下的臂膀,為人類守住綠色豐收與清潔水源 。
星形斯塔普氏菌(Stappia stellulata)是一種革蘭氏陰性、好氧、中度嗜鹽的桿狀細菌,因其獨特的生物學特性和潛在的環境修復能力而備受關注。這種細菌更初從海洋沉積物中分離出來,具有泛的底物代謝能力。生物特性星形斯塔普氏菌的菌落呈乳黃色,表面光滑,不透明,邊緣向外逐漸變薄,不規則,無暈環,菌落形態大小約為1mm。它在多種培養基上都能生長,如2216E培養基和MA培養基。此外,這種細菌的16S rRNA基因序列與其他模式菌株的相似性高達99.77%,顯示出其高度的遺傳穩定性。降解能力星形斯塔普氏菌在降解有機污染物方面表現出色。研究表明,它能夠降解多環芳烴(PAHs)等難降解的有機化合物。此外,它還能降解石油烴和柴油等烷烴類物質,這使其在環境修復和污染物處理方面具有巨大的應用潛力。例如,從十溴聯苯醚富集菌群中分離出的星形斯塔普氏菌,顯示出對這類持久性有機污染物的降解能力。環境應用星形斯塔普氏菌的環境適應性強,能夠在多種極端環境中生存,如高鹽度的海洋環境。這種特性使其在處理海洋污染和工業廢水方面具有獨特的優勢。例如,它可以在高鹽度的海水中降解石油烴,有助于減少石油泄漏對海洋生態系統的破壞。其IAA產量達118mg/L,明顯高于同屬菌株,可刺激小麥根長增加35%,干重提高28%。

解硫胺素類芽孢桿菌屬于芽孢桿菌屬,是一種革蘭氏陽性菌。西費冠孢酵母
施氏芽孢桿菌(Bacillus smithii)是芽孢桿菌屬中少見的“高溫工匠”,標準菌株 JCM 9076 更早從堆肥深處分離,可在 30–65 ℃、pH 4.5–9.0 范圍內旺盛生長,更適溫度 55 ℃,芽孢耐 100 ℃沸水 2 h 仍存活,是驗證高壓蒸汽滅菌的指示菌之一。其耐熱關鍵在于芽孢內高濃度吡啶二羧酸鈣(DPA-Ca)結合低水分狀態,配合小分子熱休克蛋白,使酶與 DNA 在高溫下依舊穩定。2024 年,中國團隊從湖南鎘污染稻田篩選到解磷菌株 M2(保藏號 CCTCC M2024167),鑒定為 B. smithii。該菌可在 50 mg L?1 Cd2?、6 % NaCl 條件下正常分泌有機酸,將難溶磷酸鈣轉化為磷,盆栽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。在工業酶方向,施氏芽孢桿菌是“高溫酶工廠”。其耐堿性 α-淀粉酶更適溫度 70 ℃,在淀粉液化、紡織退漿中可省去降溫環節,節能 15 %;耐熱蛋白酶在 60 ℃、30 % 乙醇中仍保持 80 % 活性,為生物煉制提供新型催化劑。農業應用上,M2 菌株與秸稈堆肥復配,可使堆體 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,每畝基施 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。西費冠孢酵母