一、概述
巨大芽孢杆菌(Baeillusmegatherium)属于芽孢杆菌属，是一种好氧产芽孢的革兰氏阳性细菌，菌体直径大于1.0μm，俗称“大芽孢”菌，是一种有益的土壤细菌，具有对环境友好、对粮食作物安全、对人畜无害等优点而受到了人们的普遍关注和深入研究。自1935年苏联学者蒙基娜从土壤中分离了一株具有解磷作用的巨大芽孢杆菌并投人生产开始，对巨大芽孢杆菌应用的研究已有相当长的一段时间。
二、解磷作用
陈凯等研究了巨大芽孢杆菌P1的解磷效果，巨大芽孢杆菌P1在蛋黄培养基上溶磷圈明显，具有解有机磷的作用。张维娜等研究了巨大芽孢杆菌JD-2的溶磷效果，发现JD-2具有较强降解有机磷、无机磷的能力，发酵液接人土壤后，能达到比较好的解磷效果。研究解磷机理发现解磷作用是由菌株生长过程中的代谢产物决定的，代谢产物包括有机酸、质子和多糖等，其中有机酸通过羟基和羧基对不溶性磷酸盐进行螯合使其溶解，质子通过降低周围的pH来溶解不溶性磷酸盐，多糖通过与有机酸的协同效应来推动不溶性磷酸盐的溶解。
巨大芽孢杆菌可以提高作物的产量。柳艳艳等研究了不同浓度的巨大芽孢杆菌BM002微生物菌剂对油菜的促生作用，0.1g／kg浓度对提高油菜产量和促进根系生产有显著作用。常慧萍等从小麦根际分离了固氮菌、解磷菌和解钾菌并研究了相互问的作用，解磷菌能促进固氮菌和解钾菌的生长繁殖，3种菌混合使用可促进小麦的生长发育并提高产量。
三、应用
芽孢杆菌是植物病害生物防治的主要生防细菌，在生长发育过程中产生拮抗性或竞争性的代谢产物，可抑制病原菌生长或杀死病原菌。最常用的生防芽孢杆菌主要有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌。
近年来关于巨大芽孢杆菌生防作用的研究较多，秦健研究了巨大芽孢杆菌B196的抑菌作用，巨大芽孢杆菌B196可以抑制水稻纹枯病菌、水稻细菌性条斑病菌、水稻白叶枯病、番茄青枯病菌、烟草赤星病菌、烟草灰霉病菌、玉米白绢病菌和西瓜枯萎病菌等病原菌的生长。孔青研究了海洋巨大芽孢杆菌抑制黄曲霉的生长，并能抑制在花生上黄曲霉毒素的生物合成，其机理为通过竞争性生长和产生某种次级代谢产物，抑制黄曲霉的生长和黄曲霉毒素合成基因的表达。巨大芽孢杆菌的生防作用应用到农业中，可以减少农药的使用，降低农资成本，并可以间接地降低农产品的农药残留，具有非常重要的意义。
目前对巨大芽孢杆菌的研究逐渐从传统的菌种筛选、发酵条件优化和生理生化功能到特殊功能的研究，如巨大芽孢杆菌具有水体净化的作用。关于巨大芽孢杆菌的水体净化的研究主要集中在对水体有机物与磷的降解、修复水体富营养化以及在水产养殖中的应用。王琳等采用投菌法对富营养化景观水体的试验研究，巨大芽孢杆菌对富营养化水体中的总氮(TN)、总磷(TP)和CODcr均有一定的去除效果。侯颖等从养鱼池水中分离筛选到一株具有氨氮降解作用的巨大芽孢杆菌，菌株在24h内的氨氮降解率>95％，并具有硝酸还原和亚硝酸还原能力，可作为益生菌应用到水产养殖中，有望决养殖水体中的氨氮污染问题。利用巨大芽孢杆菌净化水体，可以避免利用化学制剂引起的二次污染问题，且成本较低，具有非常重要的意义。
与传统的大肠杆菌表达系统相比，巨大芽孢杆菌体积是大肠杆菌的100倍以上，巨大芽孢杆菌不产内毒素且蛋白分泌能力远远高于大肠杆菌；与其他芽孢杆菌表达系统相比，巨大芽孢杆菌不产生碱性蛋白酶，表达的外源蛋白不会被降解，且重组质粒在巨大芽孢杆菌中能稳定存在，不易丢失阎，现已广泛应用于工业和学术研究。巨大芽孢杆菌具有表达率高、遗传稳定、产物可分泌和发酵工艺成熟的优点。另外，巨大芽孢杆菌的细胞壁只含有肽聚糖和磷壁质，成分简单，在分泌的蛋白质产品中不会混杂有内毒素，且蛋白跨越细胞膜后，直接或加工后分泌到培养基中以活性结构存在而不发生聚集，不需要再对蛋白质进行复性，因此巨大芽孢杆菌适用于工业大规模的蛋白质生产。
巨大芽孢杆菌是革兰氏阳性细菌，其转化方法与革兰氏阴性细菌不同。一般有原生质体转化法和电击转化法。巨大芽孢杆菌的原生质体转化法是由PEG-6000介导的。巨大芽孢杆菌在溶菌酶的作用下转化为原生质体，构建好的携带外源基因的质粒转化进巨大芽孢杆菌中，原生质体转化法比较复杂。电击转化法简单快速且转化效率高，可有效地将DNA转入巨大芽孢杆菌中，是巨大芽孢杆菌最常用的转化方法。
巨大芽孢杆菌除了具有解磷作用、生物防治作用、水体净化作用、和表达外源蛋白作用外，还有一些作用逐渐被发现。刘露等筛选并鉴定了一株巨大芽孢杆菌2-2具有降解泡叶藻的作用，巨大芽孢杆菌2-2同时具有海藻胶裂解酶、蛋白酶和纤维素酶活性，将构成海藻的大分子物质降解成小分子、水溶性的物质，最大限度完整地保留了海藻中的生物活性物质和营养物质，有望取代传统的物理法和化学法，采用生物法进行海藻降解。