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芽孢桿菌的結(jié)構(gòu)特點與應(yīng)用

閱讀：2742 發(fā)布時間：2022-8-3

芽孢桿菌屬（Bacillus），細菌的一屬,，能形成芽孢（內(nèi)生孢子）,。它們對外界有害因子抵抗力強，分布廣,，存在于土壤,、水、空氣以及動物腸道等處,。

芽孢桿菌屬細菌較大(4~10μm),，革蘭氏陽性、是嚴(yán)格需氧或兼性厭氧的有莢膜的桿菌,。該屬細菌的重要特性是能夠產(chǎn)生對不利條件具有特殊抵抗力的芽孢,。芽孢桿菌屬可分為以下亞群：多黏芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌（包括蠟樣芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌）、短芽孢桿菌和炭疽芽孢桿菌,。

芽孢桿菌具有耐高溫,、快速復(fù)活和較強分泌酶等特點，在有氧和無氧條件下都能存活,。在營養(yǎng)缺乏,、干旱等條件下形成芽孢，在條件適宜時又可以重新萌發(fā)成營養(yǎng)體,。

結(jié)構(gòu)特點

芽孢桿菌屬于芽孢桿菌科,、芽孢桿菌屬，是一類能產(chǎn)生抗力內(nèi)生孢子的革蘭氏陽性菌,，細胞呈桿狀且外層覆蓋大量的吡啶二羧酸鈣,。其皮層位于核心和芽孢殼之間，含豐富的肽聚糖,；核心是一種高度濃縮的,、惰性的染色體；最外層的外壁為一層肽聚糖壁,，且一層或多層的成分為蛋白質(zhì)的芽孢衣,。由于芽孢具有厚而含水量低的多層結(jié)構(gòu)，所以折光性強,，對染料不易著色,，穩(wěn)定性好，耐氧化,、耐擠壓,、耐高溫，能長期耐受 60 ℃高溫,，在溫度 120 ℃下能存活 20 min,，且耐酸堿，在胃酸環(huán)境中能保持活性,，這可能與芽孢獨.具的高含量吡啶二羧酸有關(guān),。同時還具有廣譜桿菌活性，能產(chǎn)生細菌素,，抑制病原菌,。目前應(yīng)用較多的有枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌,、蠟樣芽孢桿菌等類型,。

應(yīng)用

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)能防治多種植物病害，已有一些芽孢桿菌生防菌株得到商品化或得到有限商品化生產(chǎn)應(yīng)用許可,。蘇云金芽孢桿菌形成過程中可以產(chǎn)生一種伴孢晶體,，它已成為產(chǎn)量最大的微生物殺蟲劑,。側(cè)孢短芽孢桿菌的一些菌株也能產(chǎn)生晶體蛋白及酶類物質(zhì)，對于無脊椎生物具有毒性作用,。芽孢桿菌具有解磷,、解鉀、固氮等生物活性,，有利于提高作物產(chǎn)量,，而且芽孢桿菌抗逆性好，巨大芽孢桿菌,、膠質(zhì)芽孢桿菌,、固氮芽孢桿菌、球形芽孢桿菌,、側(cè)孢短芽孢桿菌等被廣泛用于生產(chǎn)生物肥料,。芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)對畜禽具有促生長、保健和治療疾病的作用,，屬無毒副作用,、無殘留、無致細菌耐藥性的一類環(huán)保型制劑,。芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌肽的殺菌機制非常獨.特,，病原菌不易對抗菌肽產(chǎn)生耐藥性，因而抗菌肽作為一種新型飼料添加劑,，是目前飼料業(yè)的一個新的研發(fā)方向,。

食品加工和保鮮

芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)具有廣譜殺菌活性,，對與食品有關(guān)的多種革蘭氏陰性菌和陽性菌均有較強的殺菌作用,，并且一般具有良好的熱穩(wěn)定性，可用于防止熱加工食品過程中其他細菌的污染,，也可用于防止巴氏殺菌后的再污染,，還可用于食品發(fā)酵過程中的雜菌污染。另外,，部分種類芽孢桿菌產(chǎn)生的L-賴氨酸可用于食品添加劑,。芽孢桿菌還可用于發(fā)酵食品，我國利用凝結(jié)芽孢桿菌低鹽腌漬雪里蕻,。

工業(yè)生產(chǎn)

利用芽孢桿菌發(fā)酵獲得工業(yè)生產(chǎn)上需要的高活性,、高純度的淀粉酶、蛋白酶的方法在20世紀(jì)30年代就開始應(yīng)用,。

醫(yī)學(xué)

芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)一般具有廣泛的抑菌譜,，能殺傷包括耐藥菌株在內(nèi)的細菌、某些真菌,、寄生蟲,、部分病毒以及腫瘤細胞等,，并且有結(jié)合脂多糖、中和內(nèi)毒素等作用,，因此引起了科學(xué)家和醫(yī)務(wù)工作者的廣泛關(guān)注,。芽孢桿菌制備的微生態(tài)制劑在治療腸道菌群失調(diào)癥、治療念珠菌感染,、預(yù)防瘡面感染等醫(yī)療過程中發(fā)揮了重要的作用,。

環(huán)保

地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的代謝產(chǎn)物聚-γ-谷氨酸可用于降解塑料，還可作為沙漠保水劑,。側(cè)孢短芽孢桿菌可以將4-羥基苯甲酸丙酯轉(zhuǎn)變?yōu)辇埬懰?。此于處理工業(yè)廢水和降解環(huán)境中的有毒物質(zhì)，如多環(huán)芳烴,、石油,、有機磷農(nóng)藥、有機氯農(nóng)藥,。多黏類芽孢桿菌產(chǎn)生的胞外多糖和胞外蛋白,，可用作絮凝劑處理污水。

科學(xué)研究

芽孢桿菌屬中有許多天然菌株可提供不同的高生物活性基因,?？莶菅挎邨U菌、短小芽孢杄菌,、地衣芽孢杄菌也可作為基因工程受體菌,。僅枯草芽孢桿菌就表達出了近200種原核和真核生物來源的蛋白基因?？莶菅挎邨U菌無論是在生產(chǎn)上還是在對基因組及物理圖譜的研究中都起著重要作用,。

危害

大多數(shù)芽孢桿菌屬細菌是無害的，但有一些對人和動物是有致病性的,。蠟樣芽孢桿菌可引起食物中毒,，癥狀與金黃色葡萄球菌食物中毒相似。一些菌株在食物中可產(chǎn)生耐熱性毒素,，該毒素與芽孢萌發(fā)有關(guān),，在被食入后1~5h出現(xiàn)嘔吐癥狀。其他菌株產(chǎn)生不耐熱腸毒素,，在食入后10~15h內(nèi)引起腹瀉,。已知蠟樣芽孢桿菌在免疫受損患者可引起菌血癥以及其他癥狀如嘔吐和腹瀉。炭疽桿菌可引起人和動物炭疽,。