普罗威登斯菌属

粪产碱菌粪亚种（Alcaligenes faecalis subsp. faecalis）是一种革兰氏阴性好氧杆菌，广存在于土壤、水体及动物肠道中。这种细菌不仅在环境科学中有着重要的应用价值，还在医学领域展现出独特的特性。微生物特性粪产碱菌粪亚种的菌体呈粗长杆状或球状，尺寸范围为（0.5×1.0）μm至（1.0×2.0）μm。它通过周鞭毛实现运动能力，更适生长温度为30-37℃，pH范围较广（6.5-8.5），能在含柠檬酸盐、尿素等多种培养基中生长。在无氮培养基中生长良好，接触酶检测呈阳性而氧化酶反应为阴性。环境应用粪产碱菌粪亚种在环境治理中表现出色。它能够分解矿物钾磷，释放钾元素，溶解难溶性磷化合物，为植物提供可吸收的养分。此外，该菌还能吸附水体中的镉、铅等重金属，用于工业废水处理。在硫化物降解方面，分离自鸡粪的菌株JF9可高效氧化硫化氢（H₂S），在比较好条件下Na₂S去除率超94%。医学特性粪产碱菌粪亚种是典型的条件致病菌，主要沾染免疫低下人群或接受侵入性操作的患者。它能引发尿路沾染、菌血症和败血症等多种疾病。其毒力因子包括脂多糖（LPS）引发的炎症反应、生物膜形成能力，以及部分菌株携带的金属β-内酰胺酶（如NDM-1）导致的抗生物质耐药性。昼夜输送给花生，亩产蛋白因此提升三成，农户少施20公斤尿素，却多收一筐饱满果仁。普罗威登斯菌属

富养罗尔斯通氏菌（Ralstonia eutropha）是一种革兰氏阴性、兼性化能自养型细菌，因其在生物技术和工业应用中的重要性而备受关注。生物学特性富养罗尔斯通氏菌的菌落呈圆形脐状凸起，无色透明，表面光滑湿润，边缘不规则。菌体杆状，大小约为1.2×2.5～3.5 μm，荚膜较厚，膨大的孢囊成椭圆形。这种细菌具有自生固氮能力，能够在没有外加氮源的条件下固定大气中的氮气，为植物提供氮素营养。分类与识别富养罗尔斯通氏菌属于罗尔斯通氏菌属（Ralstonia），该属由日本学者Yabuuchi等于1995年建立，属名源自美国细菌学家Ericka Ralston。富养罗尔斯通氏菌的基因组整合型双质粒系统已应用于快速基因编辑。生态分布富养罗尔斯通氏菌泛存在于自然环境中，尤其是在土壤中。它能够在多种极端环境下生存，包括高盐、高碱和低氧环境。这种细菌的生态分布泛，从土壤到水生环境都能找到其踪迹。工业应用富养罗尔斯通氏菌在工业微生物学中具有重要应用价值。它能够高效积累聚羟基脂肪酸酯（PHAs），这些生物塑料具有生物可降解性，可用于生产环境友好型的塑料替代品。

谲诈明串珠菌（Leuconostoc fallax）是明串珠菌属中“貌善心狠”的。菌落乳白、表面光滑，细胞球形成对，发酵葡萄糖产酸产气，看似温顺，却能在泡菜前期迅速增殖，借“糖衣”胞外多糖包裹自己，欺骗宿主免疫系统，故得“谲诈”之名。基因组分析揭示，它携带一套罕见的寡肽转运与组氨酸激酶双组分系统，可感知渗透压与酸度变化，一旦环境pH降至4.0以下，便启动“式”产酸爆发，短时间内释放大量乳酸与乙酸，排挤同坛的乳酸菌盟友，独占发酵主导权。更“狡黠”的是，该菌能分泌一种细菌素Fallaxin，对李斯特菌、金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性食源性致病菌具有窄谱杀伤，却对自身及泡菜关键菌株无害，借此在微生态博弈中“借刀杀人”。然而，其高活性胞外多糖合成酶在低温（4℃）仍持续表达，导致泡菜后熟期口感发黏，被食品工程师视为“品质陷阱”。研究尝试通过CRISPR敲除其负调控基因rex，使谲诈明串珠菌在pH 3.8即自动休眠，既保留抑菌特长，又避免过度产黏，为精细控制传统发酵蔬菜的微生态提供了一把“基因开关”。菌株2-2a对大豆炭疽、黑斑、灰斑等叶部病害及根腐、立枯等土传病害兼具防效，且定殖速度快。

嗜碳芽孢杆菌（Bacillus carboniphilus）是芽孢杆菌属里少见的“高碳”。菌体杆状、革兰氏阳性，可形成椭圆芽孢，更适温度 45–50 ℃，pH 7.0–8.5，可在高浓度可溶性淀粉、糖蜜或木质纤维素水解液中快速生长，因而得名“碳爱好者”。一、高效利用碳源菌株 ATCC 700101 携带多拷贝 α-淀粉酶、普鲁兰酶和木聚糖酶基因，48 h 内可将 15 % 淀粉液化糖化至还原糖 180 g L⁻¹，转化率 > 90 %，为浓醪发酵提供廉价糖源；与酵母共培养，乙醇产量提 12 %，蒸馏能耗降 8 %。二、高渗耐受胞内积累相容溶质四氢嘧啶，使菌体在糖浓度 300 g L⁻¹、渗透压 1.8 MPa 下仍保持 80 % 活性；芽孢耐 80 ℃ 30 min，便于浓糖液灭菌后直投，缩短发酵周期 12 h。三、农业应用菌株 BC-20 产 IAA 20 mg L⁻¹ 并溶磷 2.9 mg L⁻¹，玉米盆栽根长增 28 %，吸磷量提 22 %；与秸秆复配堆肥，堆温 24 h 升至 65 ℃，纤维素降解率提高 30 %，堆肥周期缩短 7 d，杀灭病原菌和杂草种子效果明显。四、工业酶潜力其耐热耐碱普鲁兰酶更适 pH 9、65 ℃，已用于淀粉糖化“一步法”，节省中和酸 20 %；木聚糖酶在 pH 10、60 ℃仍保持 85 % 活性，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。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。结节青霉

这种特性不仅使其在工业生产中具有优势，还为它在食品和医药领域的应用提供了便利。普罗威登斯菌属

卡拉季喜盐芽孢杆菌（Halobacillus karajensis）是一种革兰氏阳性、中等嗜盐的芽孢杆菌，泛分布于高盐环境，如盐湖和盐渍土中。这种细菌因其独特的生态适应性和潜在的生物技术应用价值而受到关注。生物特性卡拉季喜盐芽孢杆菌的细胞呈杆状或球状到卵圆形，胞内产生芽孢，以周生鞭毛运动。其细胞壁含有鸟氨酸-D-天冬氨酸型的肽聚糖，芽孢可抗75℃10分钟以上。这种细菌是严格好氧的化能异养菌，接触酶和氧化酶皆阳性。此外，它还具有DNase和蛋白酶（明胶液化）活性，但无脲酶、卵磷脂酶、苯丙氨酸脱氨酶和精氨酸双水解酶。生态适应性卡拉季喜盐芽孢杆菌具有强大的耐盐能力，能够在高盐度环境中生长。其更适生长盐度为10% NaCl，培养温度为37℃。这种细菌的生长和代谢活动在高盐环境中表现出色，使其能够在盐湖等极端环境中生存。应用潜力卡拉季喜盐芽孢杆菌在生物技术领域具有重要的应用潜力。研究表明，这种细菌能够产生淀粉酶，这使其在工业酶制剂的生产中具有潜在用途。此外，其耐盐特性也使其成为研究微生物在高盐环境下生存机制的重要模型。研究与保存卡拉季喜盐芽孢杆菌的模式菌株为DSM 14948，更初从伊朗的盐渍土中分离。普罗威登斯菌属