[科普中国]-芽孢杆菌属

芽孢杆菌科的1属革兰氏染色阳性菌1。产生芽孢,需氧或兼性厌氧，大多数有动力，无荚膜，多数溶血，通常过氧化氢酶阳性1。DNA中的G+C克分子含量为32～62%1。该属细菌的重要特性是能够产生对不利条件具有特殊抵抗力的芽孢。2

发现于不同的生境，少数种对脊椎动物和非脊椎动物致病。3包括对人和动物致病的炭疽芽孢杆菌，可引起食物中毒的蜡状芽孢杆菌，非致病性的枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌等。4

形态特征细胞呈直杆状，0.5-2.5μm×1.2-10μm，常以成对或链状排列，具圆端或方端。细胞染色大多数在幼龄培养时呈现革兰氏阳性，以周生鞭毛运动。芽孢椭圆、卵圆、柱状、圆形，能抗许多不良环境。每个细胞产一个芽孢，生孢不被氧所抑制。3

代表种为枯草芽孢杆菌，周生鞭毛，为格兰染色阳性，芽孢呈椭圆形，在有机物的转化和分解过程中占据重要地位。3

芽孢杆菌属根据其形态,可大致分为如下三大群：

第1群―芽孢为圆形或圆柱状,位于菌体中央或菌端。芽孢壁薄,菌体基本不鼓起。也叫枯草菌群。炭疽杆菌属于本群。5

第2群―芽孢为卵圆形,位于菌体中央或菌端。芽孢壁厚,菌体鼓起。腐蛆病菌属于本群。5

第3群―芽孢为球状,位于菌端。菌体鼓起。5

生理特性好氧或兼性厌氧，具有对热、pH和盐各种多样性的生理特性。化能异养菌，具发酵或呼吸代谢类型。通常接触酶阳性。3

分布范围芽孢杆菌属可广泛见于各种自然环境，如土壤和水中。2

下属分类芽孢杆菌属可分为以下亚群：多黏芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌（包括蜡样芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌）、短芽孢杆菌、炭疽芽孢杆菌。2

本属包括对人和动物致病的炭疽芽孢杆菌，可引起食物中毒的蜡状芽孢杆菌，非致病性的枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌等近50种。1

炭疽芽孢杆菌炭疽芽孢杆菌有荚膜，无鞭毛，在人工培养物内细菌呈长链状排列，形成圆卵形芽孢；芽孢位于菌体中央 ，但不大于菌体宽度；专性需氧；芽孢的抵抗力很强，在干燥状态下可生存数十年；本菌主要使食草动物发病，病程急剧，死亡率高；人的易感性仅次于食草动物，病菌经由破损的皮肤、消化道或呼吸道侵入体内，死亡率高；可用抗生素和磺胺治疗。4

蜡状芽孢杆菌蜡状芽孢杆菌是革兰氏阳性需氧芽孢杆菌，属于兼性好氧菌，能在厌氧的条件下生长，是引起细菌性食物中毒的一种较常见的细菌。该菌生长繁殖的最适宜温度为28-37℃，10℃以下不繁殖。其繁殖体较耐热，需100℃经20min才被杀死，而芽孢可耐受100℃ 30min，或干热120℃经60min才能被杀死。在pH值为6-11的范围内，本菌均能生长；pH值为5以下，其生长发育则显著受到抑制。蜡状芽孢杆菌常见于植物和许多生、熟食品中。到目前为止，已经从多种食品中分离出该菌，包括肉、乳制品、蔬菜、鱼、土豆、糊、酱油、布丁、炒米饭以及各种甜点等。因此，由蜡状芽孢杆菌引起的食物中毒所涉及的食品种类繁多。6

枯草芽孢杆菌菌落形态变化很大。细胞0.7-0.8μm×2-3μm。单个，无荚膜，周生鞭毛，运动，革兰氏染色阳性。芽孢大小0.6-0.9μm×1.0-1.5μm，椭圆到柱状，中生到近中生。茅胞囊不明显增大。菌落粗糙，不透明，不闪光扩张，污白灰或微带黄色：该菌除生产液化型淀粉酶外，还可用于制取蛋白酶，5'-核苷酸酶，菜些氨基酸，核苷等。7

凝结芽孢杆菌凝结芽孢杆菌最初由Hammer从酸败的罐头牛奶中分离出，并描述为新种。以后又从酸败的保存食品中分离到这些细菌，它们产生高浓度的L-乳酸，引起含碳水化合物的罐头食品的酸败，从而引起人们的注意。对于分离到的一些菌株在许多研究中也观察到它们的细胞、芽孢和胞囊的形态在菌株间的差异。这些高度有差异的多形态菌株导致许多的同物异名。后来通过一些生理试验而观察到这些菌株可分为不同的簇群。Blμmenstock从表型和遗传型的特征将凝结芽孢杆菌分为两群。Nakamura和Blμmenstock分析了表型相似以前鉴定为凝结芽孢杆菌的菌株。他们用紫外分光光度计测定解链的DNA重新组合的复性率，获得各菌株间的DNA相似值。结果发现其中有30个菌株明显分为DNA相关联的两个群。1群以凝结芽孢杆菌为代表，另一群菌株与芽孢杆菌的有关种的DNA相似值都低，在表型特征与凝结芽孢杆菌也有所区别，因此定为一新种，命名为斯密氏芽孢杆菌（Bacillus smithii）。8

斯密氏芽孢杆菌如上述这个种是原鉴定为凝结芽孢杆菌的菌株经重新分类而建立的。该种的菌株分离自炼乳、罐头食品、乳酪、榨取的糖甜菜汁等。8

嗜热脂肪芽孢杆菌嗜热脂肪芽孢杆菌细胞杆状，一般为0.6-1.0μm×2.0-3.5μm。芽孢椭圆，次端生或端生，大小可变。革兰氏染色反应可变，运动。在葡萄糖培养基中大多数菌株能在无氧条件下活跃地生长，直到ph降低至5.3-4.8才不活跃。少数菌株在厌氧条件下不生长。厌氧发酵产物主要是L(+)乳酸，尚有少量甲酸、乙酸和乙醇，比例为2：1：1。在某些菌株中硝酸盐可促进厌氧生长，并产气。有些菌株则无此作用或仅还原至亚硝酸盐。最低的营养需求菌株间差异很大。8

芽孢的抗热性及对其他不利环境的抗性比芽孢杆菌属的其他中温的任何种都强。营养细胞对不利条件就明显敏感，如冷至室温其生活力可能立即丧失。（最低生长温度30-45℃）。因此鉴定时必须注意此特征。8

可在下列生境场所发现这种菌：土壤、沙漠沙土、热温泉、海洋沉积物、堆肥和食物等。其营养细胞在许多食物中，如ph>5.0和合适的温度下能很快地萌发和生长，可造成罐头食品的“平酸”。8

左旋乳酸芽孢杆菌左旋乳酸芽孢杆菌（Bacillus laevolacticus），细胞宽0.4-0.7μm，芽孢椭圆形0.6-0.8μm × 0.8-1.2μm胞囊略膨大，运动。8

生长要求葡萄糖和其他碳水化合物，从葡萄糖产酸不产气，主要产D(-)乳酸。8

肽聚糖侧链直接与二氨基更二酸相连。甲基醌主要是MK-7。细胞脂肪酸为反异C15:0和C17：0脂肪酸。分离自植物根际。8

消旋乳酸芽孢杆菌消旋乳酸芽孢杆菌（Bacillus racemilacticus），葡萄糖同型发酵产生DL-乳酸。8

左旋乳酸芽孢杆菌和消旋乳酸芽孢杆菌两个种是Nakayama和Yanoshi（1967）报道的，在伯杰氏细菌学手册内列入芽孢杆菌属后面的位置未定种。8

气球芽孢杆菌气球芽孢杆菌（Bacillus vesicuiferous），Trinkμmuite等（1987）报道了一个形成气胞的生芽孢的产乳酸的新种。这个种的菌株分离自龙虾的肠道。8

主要价值芽孢杆菌在制剂中以内生孢子的形式存在，孢子进入肠道后，在肠道上部能迅速复活并分泌活性很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶，有助于降解植物性饲料中某些复杂的碳水化合物，拮抗肠道内的氧气，造成厌氧环境，有利于维持肠道生态平衡。该类菌无毒性，能分泌出活性强的蛋白酶等多种酶类，在其生命过程中又能以孢子体形式存在，具有耐高温、耐盐碱、耐挤压、饲料加工对其损伤小等特性，易于生产和保存，作为饲料微生态添加剂和水体微生态调控剂都有广阔前景。芽孢杆菌制成的产品有促菌生（蜡样芽孢杆菌）、整肠生（地衣芽孢杆菌）、抑菌生（枯草芽孢杆菌）、乳康生（含蜡样芽孢杆菌）。9

在芽孢杆菌属中也有不少能产乳酸的细菌，其中还有在经济上重要的种。对于这些产乳酸的芽孢杆菌应该属于乳酸细菌的范畴之内。这些种的共同特征：细胞杆状，形成内生芽孢。通常同型发酵产乳酸。接触酶大多为阳性。8

主要危害大多数芽孢杆菌属细菌是无害的，但有一些对人和动物是有致病性的。蜡样芽孢杆菌可引起食物中毒，症状与金黄色葡萄球菌食物中毒相似。一些菌株在食物中可产生耐热性毒素，该毒素与芽孢萌发有关，在被食入后1-5 h出现呕吐症状。其他菌株产生不耐热肠毒素，在食入后10-15 h内引起腹泻。已知蜡样芽孢杆菌在免疫受损患者引起菌血症以及其他症状如呕吐和腹泻。炭疽杆菌可引起人和动物炭疽。2

芽孢杆菌属感染与食用各种食物有关，尤其是米饭、意大利面条、蔬菜以及未加工的牛奶和肉制品。摄入微生物或微生物产生的毒素均可致病。饮用水作为致病性芽孢杆菌（包括蜡样芽孢杆菌）的感染源尚缺乏证据，芽孢杆菌属胃肠炎的水源性传播也未被证实。2

本词条内容贡献者为:

赵磊 - 副教授 - 中国农业大学