細菌肥料和農藥
我們知道，植物生長需要氮元素。然而，占大氣78％的氮卻以分子態存在（N2），大多數植物和動物都不能直接利用。工業合成氮肥，要耗費大量的能源，且嚴重汙染環境。能否讓植物直接利用大氣中廣泛存在的氮源呢？
神奇的微生物可以回答這個問題。
當我們把豆類植物連根拔起時，除了看到像胡子一樣的根毛之外，根毛上還長有許許多多的小圓疙瘩。這些球狀結構是由於一種微生物侵入植物根部後形成的“腫瘤”。植物身上的這種“腫瘤”不但不會使植物生病，反而成了專門供給植物營養的小“氮肥廠”。
在顯微鏡下可以看到，根瘤中住著一種叫根瘤菌的細菌。它們侵入植物根部後，分泌出一些物質，刺激根毛的薄壁細胞，使增殖形成“腫瘤”。根瘤菌依賴植物提供營養來生活，同時把空氣中遊離的氮氣固定下來供給植物利用。一個小小的根瘤就像一個微型化肥廠，源源不斷地把氮氣變成氨提供給植物吸收。
生物固氮由兩類微生物來實現。一類是能獨立生存的非共生微生物，主要有三種：好氣性細菌、嫌氣性細菌和藍藻；另一類是與其他植物共生的共生微生物，如與豆科植物共生的根瘤菌、與非豆科植物共生的放線菌以及與水生蕨類紅萍共生的藍藻等，其中以根瘤菌最為重要。
既然豆科植物能直接利用大自然中的氮源，那麼，能否讓其他植物也具有同樣的功能呢？人類自然會想到這個問題。
首先，我們得弄清楚是什麼決定固氮作用呢？科學家告訴我們，原來固氮體內含有固氮基因。固氮基因傳遞著遺傳信息，使世世代代固氮微生物具有固氮能力。包括農作物在內的一切高等植物，因為沒有固氮基因，當然也就沒有固氮能力。但如果把固氮基因轉移到作物細胞裏，培養成新品種，就能夠固定空氣中的氮氣。
10多年的研究，科學家們發現生物固氮體係遠比想象的複雜得多。而且隨著新發現不斷增多，複雜程度也逐漸增加。不過最近似乎開始從這種複雜體係中理出“頭緒”了，相信過不了多久，科學家們一定會找到可行的途徑。
其實，我國人民很早就知道利用微生物的固氮作用提高土壤肥效。遠在幾千年以前，就已經學會輪番種植瓜類和豆類以提高產量，而西方采用輪番種植技術，是18世紀30年代以後的事。把固氮的微生物進行人工培養獲得大量的活菌體，然後用它們拌種或播種，也是一種很好的細菌肥料。化學農藥的發明及應用，曾經給農業生產帶來質的飛躍，的確讓人們很是欣喜了一陣，然而大量應用化學農藥也同時帶來了嚴重的環境汙染。尋求其他方法殺滅害蟲已經成為人類迫在眉睫的研究課題。
損壞莊稼的害蟲和別的動物一樣容易受到微生物的侵襲而患病或死亡。已經發現昆蟲的病源微生物就有2000多種。這些活躍在大自然中的微生物成了害蟲的天敵，也成為人們和害蟲鬥爭的天然“同盟軍”。人們精心地培養這些微生物，把巨大數量的活菌體撒布到田間，讓它們去發揮威力。與化學農藥相比，它們對人和動物以及益蟲是沒有毒性的，而害蟲一旦感染了便像疫病一樣流行，很快就會使蟲口密度下降，迅速撲滅蟲災。另外還有一年防治，多年有效的好處。微生物中用來作為殺蟲劑的主要是細菌、病毒和真菌。細菌中，糞鏈球菌、產氣杆菌的許多種類對鱗翅目害蟲都有很強的殺傷能力。不過目前使用最多的還是芽孢杆菌。1915年德國人貝爾林茨在蘇雲金的一個麵粉廠發現了一種芽孢杆菌具有很強的殺蟲能力，於是把它定名為蘇雲金杆菌。這種杆菌在菌體的生長過程中形成抵抗力強的芽孢，還產生一種結晶體叫做伴孢晶體。伴孢晶體是一種蛋白質結晶，它對害蟲有強烈的毒性，當害蟲把它吃進體內以後，蟲體腸道組織便被破壞，而芽孢在蟲體內發育並大量繁殖，最終引發敗血症。同時蘇雲金杆菌有許多變種，如青蟲菌、殺螟杆菌、鬆毛杆菌等多達17種。不同的變種殺蟲力各有不同。青蟲菌對稻螟嶺、玉米螟、菜青蟲、鬆毛蟲等幾十種鱗翅目的害蟲都有強烈的毒性，殺蟲效率可達80％～100％。
湖北農科院研製並生產的Bt農藥，就是用蘇雲金杆菌菌體來吞噬農作物上的害蟲的生物農藥。將Bt農藥噴灑後，蟲子不是立即“死光光”，而是蟲身變黑，胃腸被細菌侵蝕，24小時患“敗血症”或“毒血症”而死。Bt農藥無公害，不汙染環境，對人畜無絲毫傷害，害蟲也不會因此產生抗藥性。
中國科學院武漢病毒所新近研製的“生物導彈”，就是讓赤眼蜂攜帶強力病毒，傳遞到鬆毛蟲卵表麵，初孵幼蟲吃掉卵殼便會感染病毒死亡，而病毒還會在鬆毛蟲群體裏流行。
以上是人們利用微生物殺蟲的例子，其實，還可以利用微生物來鋤草。
早在1970年就發現微生物代謝產物——環己酰胺可以防治農田雜草，而對水稻無害。以後又發現一些微生物除草劑，例如，1977年日本橘邦隆等在放線菌培養液中發現雙丙鱗A對單子葉及雙子葉的雜草有明顯殺除效果。
穀氨酰胺合成酶，簡稱“GS”，它在微生物及植物體中參與穀氨酸的合成和氮的循環，尤其對植物體內穀氨酸的合成更為重要。雙丙磷A能抑製GS的活性，導致氨的累積和穀氨酰胺的減少，而氨是光合磷酸化的抑製劑，當它的濃度高時，對雜草有毒害作用，從而達到了除草的目的。神奇子彈六○六
說起606，這裏可有一段可歌可泣的故事。
這位“幻想醫師”名叫保羅·埃爾利希。他是羅伯特·科赫的高徒。在科赫發明他的細菌染色法時，埃爾利希曾建立了赫赫戰功。既然染料在玻璃片上能滲入細菌，使細菌著色而死，那麼，借用染料能不能殺死侵入體內的微生物呢？他常常想，如果給活的動物染色，可以看到染料順著血液流動的情景，那就可以明白活體動物的一切了。他就試著給一隻兔子的靜脈注射一點染料亞甲基藍。他注視著顏色流經動物的血液和身體，還神秘地挑選活的神經末梢染成藍色，但不染別的部分。每次試驗，他都隻能把亞甲基藍染到一種組織上。這種做法使保羅·埃爾利希升起了一個怪念頭，這引導他發明他的魔彈。他又胡思亂想起來，這裏有一種染料，隻給一隻動物的一種組織染色，其餘的一切組織都不管，那麼一定有一種染料，它不進攻人的組織，而隻進攻侵害人的微生物，並把它們殺死。
這樣，1901年，在他的8年魔彈研究的開始，他讀到了拉弗蘭的研究報告。拉弗蘭是發現瘧疾微生物的人，最近他又忙於研究錐蟲。他拿這種有鰭的惡魔給老鼠注射，老鼠百分之百死亡。他又在得病的老鼠皮下注射砷，雖然砷殺死了老鼠體內的錐蟲，但老鼠也逃脫不了死亡的命運。
這一次，埃爾利希決定試試了。錐蟲真是一種極好的研究材料，它不太難看見且易在老鼠體內生長。一定能找到一種染料，殺死老鼠體內的錐蟲，但老鼠卻安然無恙。
1902年，埃爾利希動手獵逐微生物。