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 %。该菌的耐热密码在于:细胞膜富含支链脂肪酸和钙-吡啶二羧酸复合物,降低膜流动性。拟鹫峰假丝酵母
蟑螂埃希氏菌并非真“埃希氏菌”,而是2017年从美洲大蠊肠道里分离出的新种,学名Blattabacterium,却与大肠杆菌同门,于是被昵称为“蟑螂埃希氏菌”。它住在宿主脂肪体细胞内,像随军粮仓,把蟑螂吃剩的尿素、尿酸重新拆成氨,再掺进糖酵解中间物,合成10种必需氨基酸,回赠宿主。没有它,蟑螂只能在高蛋白环境里长大;有了它,哪怕啃纸、啃胶水也能活得肥硕。科学家算过,一只雌蠊若缺菌,若虫期延长一倍,产卵量掉七成。更有趣的是,菌体随卵壳传代,百万年来与蟑螂共谱“垂直家谱”,演化出精简的600kb基因组,几乎丢掉所有外壁合成基因,把防御任务全交给宿主,自己专职“氮回收”。如今,实验室尝试用抗生物质“断菌”,结果蟑螂像泄了气的皮球,说明菌是害虫活力的隐形引擎。小小蟑螂埃希氏菌,用显微镜下的齿轮,托住人类更讨厌昆虫的顽强生命,也为绿色控蟑提供新靶点:若能阻断菌给氮,或许能让厨房少一点深夜惊叫。微黄汉纳酵母胶质肉座菌是子囊菌门肉座菌科的一种独特菌,以其蜡质半透明的子座和翠绿的子囊孢子而著称。

腐皮镰孢马特变种(Fusarium solani var. martii (Appel et Wollenw.) Snyd. et Hans.)是半知菌门丝孢纲镰孢霉属的重要植物病原菌。该变种以意大利植物病理学家Martii的名字命名,是腐皮镰孢复合种(F. solani species complex)中的经典分类单元,主要寄生于豆科植物,是豌豆、菜豆等作物根腐病和萎蔫病的主要致病菌。形态上,马特变种在PDA培养基上25-28℃培养时,形成白色至污白色的棉絮状菌落,后期常产生淡紫色或淡黄素,菌落背面呈紫红或黄褐色。其相当有鉴定价值的特征是产生大量厚壁的厚垣孢子(chlamydospores),单生或串生,间生于菌丝中。大型分生孢子呈长筒形或镰刀形,较粗壮,具3-5个横隔膜,大小约20-50×3.5-5微米,基部具明显的足细胞;小型分生孢子较少或缺如,偶有单细胞或双细胞的小型孢子呈假头状着生。致病性方面,该变种对豌豆(Pisum sativum)和菜豆(Phaseolus vulgaris)具有高度专化性,主要引起典型的根腐病和茎基腐病。病菌以厚垣孢子在土壤中存活多年,从根部伤口或自然孔口侵入,在维管束中定殖并产生,导致导管堵塞和植株萎蔫。感病植株叶片变黄,茎基部出现褐色病斑,根部腐烂呈红褐色,更终整株枯死。在连作田块和潮湿粘重土壤中发病尤为严重。
德氏乳杆菌德氏亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii)是乳酸菌家族中更早被分离命名的“元老”之一,1901年即进入科学视野。菌体短杆、无芽孢、不运动,专性发酵葡萄糖产乳酸,更适生长温度42~45℃,可在pH 3.5的酸环境中存活,耐高温却畏冷,4℃即停止繁殖。基因组只1.8 Mb,代谢途径精简,却拥有完整的乳酸脱氢酶与寡肽转运系统,使其在蛋白质丰富的基质中快速产酸,抑制菌。工业上,它是酸奶、瑞士奶酪与保加利亚传统发酵乳的关键菌种,与嗜热链球菌协同可将牛乳在3小时内酸化至pH 4.2,形成细腻凝乳与特征性乙醛风味;同时分泌胞外多糖,赋予产品顺滑口感并延缓后酸化。近年研究还发现,其表面蛋白SlpA能黏附肠道上皮,诱导IL-10分泌,缓解小鼠结肠炎;热灭活菌体亦可通过启动树突细胞TLR2信号,增强肠道IgA应答,兼具益生与免疫调节潜力。随着合成生物学兴起,德氏乳杆菌德氏亚种被工程化改造为“活药工厂”,可在肠道内持续释放胰岛素样肽或白细胞介素,为糖尿病与炎症性肠病提供新型微生态治疗方案。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。

玉米乳杆菌(Lactobacillus zeae)是乳杆菌属中一颗“低调却高效”的新星,更早从传统发酵玉米浆中分离得名。菌体细长、无芽孢、不运动,兼性厌氧,更适温度35~40℃,可在pH 3.8的酸环境中存活,耐胆盐0.3%,但对氧敏感,需借助玉米基质中的还原力维持活性。基因组只2.0 Mb,却携带完整的磷酸酮醇酶与双歧途径,能同步发酵葡萄糖、蔗糖和玉米特有的棉子糖,产乳酸量可达18 g/L,同时分泌少量乙酸和乙醇,赋予发酵液清爽微酸的风味。在工业应用上,玉米乳杆菌是“玉米黄金”的关键酿造者。将其与酿酒酵母共培养,可将玉米浆在24小时内酸化至pH 3.9,抑制杂菌,提升原料利用率12%;其胞外多糖还能增加饮料黏度,减少增稠剂添加。动物试验显示,日粮添加10⁷ CFU/g玉米乳杆菌,可使断奶仔猪平均日增重提高9.3%,腹泻率下降42%,并通过上调紧密连接蛋白Claudin-1,增强空肠屏障功能。更引人注目的是,该菌能合成玉米黄素(zeaxanthin)前体,为功能性食品提供天然护眼成分。随着非乳基益生菌需求激增,玉米乳杆菌凭借“源自玉米、用于玉米”的闭环优势,正成为植物发酵饮品的下一代关键菌株。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”。善变副球菌
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。拟鹫峰假丝酵母
楸子茎点霉(Phoma pomorum Thüm),异名Didymella pomarum,是半知菌亚门壳霉目壳霉科的一种重要植物病原菌。该菌于1971年由陈庆涛从苹果枝上分离,现保藏于中国科学院微生物研究所,菌株编号M044-N016,是研究果树灰斑病和细轮纹病的重要模式材料。形态上,楸子茎点霉具有茎点霉属的典型特征。其分生孢子器呈圆球形,深褐色,直径55-155微米,表面具孔口,孔口直径11-44微米。分生孢子单胞、无色透明、椭圆形,大小4.1-8.1×2.7-6.8微米,平均6×4.2微米,不具油球。在PDA培养基上25-28℃培养时,菌落呈墨绿色或灰绿色,菌丝细密,具隔膜和分枝。该菌是茄科和仁果科作物的重要病原菌。在茄子上引起细轮纹病,病斑褐色至深褐色,轮纹细密,大小5-10毫米;在苹果等仁果类果树上引起灰斑病和枝干溃疡病。病原菌以分生孢子器在病残体上越冬,翌年借风雨传播,从伤口或自然孔口侵入,高温高湿条件下发病严重。生态适应性方面,楸子茎点霉广分布于温带地区,喜湿润环境,在pH偏酸至中性的土壤中易发病。其寄主范围涵盖苹果、梨、茄子等多种作物,是果树和茄科蔬菜产业的重要防控对象。研究表明,种植密度大、通风透光差、氮肥过多的田块发病较重。拟鹫峰假丝酵母