芽孢杆菌屬

芽孢杆菌屬

厚壁菌門下的屬
芽孢杆菌屬是大的(4–10um),革蘭氏陽性,嚴格需氧或兼性厭氧的有莢膜的杆菌。該屬細菌的重要特性是能夠産生對不利條件具有特殊抵抗力的芽孢。芽孢杆菌屬可分為以下亞群:蘇雲金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌(包括蠟樣芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌)、短小芽孢杆菌、炭疽芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌。
  • 中文名:芽孢杆菌屬
  • 綱:芽孢杆菌綱
  • 拉丁學名:Bacillus Cohn
  • 界細菌界門:厚壁菌門

形态描述

細胞呈直杆狀,0.5~2.5μm×1.2~10μm,常以成對或鍊狀排列,具圓端或方端。細胞染色大多數在幼齡培養時呈現革蘭氏陽性,以周生鞭毛運動。芽孢橢圓、卵圓、柱狀、圓形,能抗許多不良環境。每個細胞産一個芽孢,生孢不被氧所抑制。好氧或兼性厭氧,具有對熱、pH和鹽各種多樣性的生理特性。化能異養菌,具發酵或呼吸代謝類型。通常接觸酶陽性。發現于不同的生境,少數種對脊椎動物和非脊椎動物緻病。

代表種為枯草芽孢杆菌,周生鞭毛,為格蘭染色陽性,芽孢呈橢圓形,在有機物的轉化和分解過程中占據重要地位。 

芽孢杆菌屬根據其形态,可大緻分為如下三大群:

第1群―芽孢為圓形或圓柱狀,位于菌體中央或菌端。芽孢壁薄,菌體基本不鼓起。也叫枯草菌群。炭疽杆菌屬于本群。 

第2群―芽孢為卵圓形,位于菌體中央或菌端。芽孢壁厚,菌體鼓起。腐蛆病菌屬于本群。 

第3群―芽孢為球狀,位于菌端。菌體鼓起。

模式種:枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。

分布範圍

芽孢杆菌屬可廣泛見于各種自然環境,如土壤和水中。

詳細信息

芽孢杆菌屬

Bacillus

芽孢杆菌科的1屬革蘭氏染色陽性菌。産生芽孢,需氧或兼性厭氧,大多數有動力,無莢膜,多數溶血,通常過氧化氫酶陽性。DNA中的G+C分子含量為32~62%。本屬包括對人和動物緻病的炭疽芽孢杆菌,可引起食物中毒蠟狀芽孢杆菌,非緻病性的枯草芽孢杆菌、蕈狀芽孢杆菌多粘芽孢杆菌等近50種。

革蘭氏染色陽性菌。産生芽孢,需氧或兼性厭氧。大多數有動力,無莢膜,多數溶血,通常過氧化氫酶陽性。包括對人和動物緻病的炭疽芽孢杆菌,可引起食物中毒的蠟狀芽孢杆菌,非緻病性的枯草芽孢杆菌、狀芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌等。炭疽芽孢杆菌有莢膜,無鞭毛,在人工培養物内細菌呈長鍊狀排列,形成圓卵形芽孢;芽孢位于菌體中央,但不大于菌體寬度;專性需氧;芽孢的抵抗力很強,在幹燥狀态下可生存數十年;本菌主要使食草動物發病,病程急劇,死亡率高;人的易感性僅次于食草動物,病菌經由破損的皮膚、消化道或呼吸道侵入體内,死亡率高;可用抗生素磺胺治療。

下屬分類

(一)芽孢杆菌屬中産乳酸的種共同特征

在芽孢杆菌屬中也有不少能産乳酸的細菌,其中還有在經濟上重要的種。對于這些産乳酸的芽孢杆菌應該屬于乳酸細菌的範疇之内。這些種的共同特征:細胞杆狀,形成内生芽孢。通常同型發酵産乳酸。接觸酶大多為陽性。

(二)芽孢杆菌屬中産乳酸的種

1.凝結芽孢杆菌

凝結芽孢杆菌最初由Hammer從酸敗的罐頭牛奶中分離出,并描述為新種。以後又從酸敗的保存食品中分離到這些細菌,它們産生高濃度的L-乳酸,引起含碳水化合物的罐頭食品的酸敗,從而引起人們的注意。對于分離到的一些菌株在許多研究中也觀察到它們的細胞、芽孢和胞囊的形态在菌株間的差異。這些高度有差異的多形态菌株導緻許多的同物異名。後來通過一些生理試驗而觀察到這些菌株可分為不同的簇群。Blumenstock從表型和遺傳型的特征将凝結芽孢杆菌分為兩群。Nakamura和Blumenstock分析了表型相似以前鑒定為凝結芽孢杆菌的菌株。他們用紫外分光光度計測定解鍊的DNA重新組合的複性率,獲得各菌株間的DNA相似值。結果發現其中有30個菌株明顯分為DNA相關聯的兩個群。1群以凝結芽孢杆菌為代表,另一群菌株與芽孢杆菌的有關種的DNA相似值都低,在表型特征與凝結芽孢杆菌也有所區别,因此定為一新種,命名為斯密氏芽孢杆菌(Bacillus smithii)。

2.斯密氏芽孢杆菌

如上述這個種是原鑒定為凝結芽孢杆菌的菌株經重新分類而建立的。該種的菌株分離自煉乳、罐頭食品、乳酪、榨取的糖甜菜汁等。

3.嗜熱脂肪芽孢杆菌

嗜熱脂肪芽孢杆菌細胞杆狀,一般為0.6-1.0um*2.0-3.5um。芽孢橢圓,次端生或端生,大小可變。革蘭氏染色反應可變,運動。在葡萄糖培養基中大多數菌株能在無氧條件下活躍地生長,直到ph降低至5.3-4.8才不活躍。少數菌株在厭氧條件下不生長。厭氧發酵産物主要是L(+)乳酸,尚有少量甲酸乙酸乙醇,比例為2:1:1。在某些菌株中硝酸鹽可促進厭氧生長,并産氣。有些菌株則無此作用或僅還原至亞硝酸鹽。最低的營養需求菌株間差異很大。

芽孢的抗熱性及對其他不利環境的抗性比芽孢杆菌屬的其他中溫的任何種都強。營養細胞對不利條件就明顯敏感,如冷至室溫其生活力可能立即喪失。(最低生長溫度30-45℃)。因此鑒定時必須注意此特征。

可在下列生境場所發現這種菌:土壤、沙漠沙土、熱溫泉、海洋沉積物、堆肥和食物等。其營養細胞在許多食物中,如ph>5.0和合适的溫度下能很快地萌發和生長,可造成罐頭食品的“平酸”。

4.左旋乳酸芽孢杆菌(Bacillus laevolacticus)

細胞寬0.4-0.7um,芽孢橢圓形0.6-0.8*0.8-1.2um胞囊略膨大,運動。

生長要求葡萄糖和其他碳水化合物,從葡萄糖産酸不産氣,主要産D(-)乳酸。

肽聚糖側鍊直接與二氨基更二酸相連。甲基主要是MK-7。細胞脂肪酸為反異C15:0和C17:0脂肪酸。分離自植物根際。

5.消旋乳酸芽孢杆菌(Bacillus racemilacticus)

葡萄糖同型發酵産生DL-乳酸

左旋乳酸芽孢杆菌和消旋乳酸芽孢杆菌兩個種是Nakayama和Yanoshi(1967)報道的,在伯傑氏細菌學手冊内列入芽孢杆菌屬後面的位置未定種

6.氣球芽孢杆菌(Bacillus vesicuiferous)

Trinkumuite等(1987)報道了一個形成氣胞的生芽孢的産乳酸的新種。這個種的菌株分離自龍蝦的腸道。

主要價值

芽孢杆菌在制劑中以内生孢子的形式存在,孢子進入腸道後,在腸道上部能迅速複活并分泌活性很強的蛋白酶脂肪酶澱粉酶,有助于降解植物性飼料中某些複雜的碳水化合物,拮抗腸道内的氧氣,造成厭氧環境,有利于維持腸道生态平衡。該類菌無毒性,能分泌出活性強的蛋白酶等多種酶類,在其生命過程中又能以孢子體形式存在,具有耐高溫、耐鹽堿、耐擠壓、飼料加工對其損傷小等特性,易于生産和保存,作為飼料微生态添加劑和水體微生态調控劑都有廣闊前景。芽孢杆菌制成的産品有促菌生(蠟樣芽孢杆菌)、整腸生(地衣芽孢杆菌)、抑菌生(枯草芽孢杆菌)、乳康生(含蠟樣芽孢杆菌)。芽孢杆菌屬

在芽孢杆菌屬中也有不少能産乳酸的細菌,其中還有在經濟上很重要的菌種。對于這些産乳酸的芽孢杆菌應該屬于乳酸細菌的範疇之内。這些物種的共同特征:細胞杆狀,形成内生芽孢。通常同型發酵産乳酸。接觸酶大多為陽性。

主要危害

大多數芽孢杆菌屬細菌是無害的,但有一些對人和動物是有緻病性的。蠟樣芽孢杆菌可引起食物中毒,症狀與金黃色葡萄球菌食物中毒相似。一些菌株在食物中可産生耐熱性毒素,該毒素與芽孢萌發有關,在被食入後1-5 h出現嘔吐症狀。其他菌株産生不耐熱腸毒素,在食入後10-15天 h内引起腹瀉。已知蠟樣芽孢杆菌在免疫受損患者引起菌血症以及其他症狀如嘔吐和腹瀉。炭疽杆菌可引起人和動物炭疽。

芽孢杆菌屬感染與食用各種食物有關,尤其是米飯、意大利面條、蔬菜以及未加工的牛奶和肉制品。攝入微生物或微生物産生的毒素均可緻病。飲用水作為緻病性芽孢杆菌(包括蠟樣芽孢杆菌)的感染源尚缺乏證據,芽孢杆菌屬胃腸炎的水源性傳播也未被證實。蠟樣芽孢杆菌

鑒定

産芽孢→細胞杆狀→嚴格厭氧→微好氧→分解木質素→嗜鹽大于10%NaCL→分解硫胺素→含ω-脂環酸→與515F探針雜交→與1741F探針雜交→分解黃鐵礦→芽孢杆菌屬

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