亦称为蛋白细菌（proteobacteria），被分为四个亚门：α、β、γ、δ
γ门
（1）大肠杆菌
能在成分确定的简单培养基上迅速生长，且充分获得了大肠杆菌有关遗传、生化和生理方面的大量知识，大肠杆菌已成为应用重组DNA技术生产外源蛋白的合适受菌体。主要应用实例：人类胰岛素和生长激素。
（2）产荧光假单胞菌类
传统分类上属于假单胞菌属（Pseudomonas），种间差异极大。产荧光类主要包括铜绿假单胞菌、恶臭假单胞菌、荧光假单胞菌、丁香假单胞菌。
产荧光假单胞菌类群中许多种能降解诸如樟脑、甲苯和辛烷以及其他人工合成的物质，如卤代芳香化合物。因此，天然的和通过实验室改造产生的产荧光假单胞菌菌株已成为用于降解高浓度有机毒性物质污染驯化场所的侯选菌株。
（3）黄单胞菌属(Xanthomonas)
可产生典型的黄色染料，故名。黄单胞菌可分泌脂多糖到培养基。野油菜黄单胞菌(X.campestris)分泌的多糖在食品工业及石油开采中广为采用。
β门
硫杆菌属（Thiobacillus）
化能自养型细菌，代谢产生硫酸，许多菌株在强酸（pH1.5~2.5）条件下生长良好。硫杆菌是工业上用于铜或铀矿提取的重要细菌。
α门
（1）土壤杆菌属（Agrobacterium）
带有Ti质粒，质粒DNA的一小部分即T-DNA能转移到植物细胞，并整合到植物染色体DNA上，引起宿主产生瘿冠瘤。这种现象对生物技术具有极大的潜在意义，利用Ti质粒将外源基因转入谷物中，用于人工生产储藏蛋白；或用Ti质粒转入固氮基因、抗病或除草剂的基因到植物中。
（2）根瘤菌属（Rhizobium）
生长于土壤中，与豆科植物共生形成根瘤，并在根瘤中固氮。根瘤菌是生物固氮的主要成员，估计每年约合成3000万吨氮素肥料，大部分供植物生长需要。
（3）发酵单胞菌属（Zymomonas）
发酵糖类（ED途径）产生唯一的终产物：乙醇。工业上用于大规模发酵生产酒精。
（4）葡萄糖杆菌属（Gluconobacter）
化能异养菌，氧化乙醇为乙酸，不能进一步氧化乙酸。在制醋业中非常有用。也可以将葡萄糖氧化成葡萄糖酸，而葡萄糖酸是一种具重要商业价值的产品。
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