环境废物净化芽孢杆菌的筛选及其代谢特性初步研究【文献综述】.docVIP

毕业论文文献综述 生物工程 环境废物净化芽孢杆菌的筛选及其代谢特性初步研究 摘要：通过对芽孢杆菌的菌体特征、分类、芽孢特性进行简单介绍，介绍并比较现有的芽孢杆菌分离纯化及鉴定方法，对芽孢杆菌产酶特性与芽孢杆菌在养殖业及杀虫方面的应用做了简单介绍。 关键词：芽孢杆菌 分离鉴定 代谢特性 应用 芽孢杆菌是一大群需氧或兼性厌氧、G +(目前发现有G一的)并在一定条件下可形成芽孢的化能异常杆菌[1]。 1. 芽孢杆菌的分类 90年代以来，芽孢杆菌的分类已由原来的2个属发展到目前的13个属，130多个种。 13个属分别为芽孢杆菌属（72种）、芽孢乳杆菌属（5种）、兼性芽孢杆菌属（1种）、硫化芽孢杆菌属（3种）、耐热芽孢杆菌属（1种）、脂不酸芽孢杆菌属（4种）、类芽孢杆菌属（27种）、喜盐芽孢杆菌属（3种）、短芽孢杆菌属（10种）、解硫胺素芽孢杆菌属（3种）、枝芽孢杆菌属（2种）、需盐芽孢杆菌属（1种）、薄壁芽孢杆菌属（2种）。 其中后八个属是1992年到1999年间从芽孢杆菌属中独立出来的新属 [2] 。 2. 芽孢杆菌的芽孢 芽孢是某些细菌在一定条件下，细胞质高度浓缩脱水所形成的一种抗逆性很强的球形或椭圆形的休眠体。它们对不良环境如：高温、低温、干燥、光线和化学药物有很强的抵抗力。细菌的营养细胞在70～80℃时10分钟就死亡，而芽孢在120～140℃还能生存几小时，营养细胞在5%苯酚溶液中很快就死亡，芽孢却能存活15天，芽孢的大多数酶处于不活动状态，代谢活力极低，所以，芽孢是抵抗外界不良环境的休眠体。 2.1 芽孢形态结构 不同细菌中，芽孢所处的位置不同：有的在中部，有的在偏端，有的在顶端。芽孢一般呈圆形或椭圆形。 而且时常在芽孢附近产生伴孢晶体[3]。 2.2 芽孢形成 一般认为，芽孢是在生长后期、营养物质缺乏时形成的，因而是适应不良环境的产物。但实际上，可能不完全如此。决定芽孢形成的根本原因在于细菌内部，细菌染色体上有控制芽孢形成的基因。细菌在营养生长中，这些基因通常不表达，它们可能被一个阻遏体系所控制，一旦这一阻遏消除，就可导致芽孢形成。 芽孢形成是一个极其复杂的过程，包括形态结构、化学成分等多方面变化。 光学显微镜和电子显微镜观察研究结果，表明芽孢的形成在结构上主要经历以下几个阶段：①核物质融合成轴丝状（杆状）。②在细胞中央或一端，细胞膜内陷形成隔膜包围核物质，产生一个小细胞。③小细胞被原来的细胞膜包围，生成前孢子。前孢子实质上是一个被两层同心膜包围着的原生质体。在光学显微镜下观察未染色的活细菌，可以看到前孢子是一个清亮的、与菌体其他部分明显不同的区域。④前孢子再被多层膜包围，如皮层、孢子衣等，最后成为成熟的芽孢，由于细胞壁的溃溶而释放出来。 2.3 芽孢作用或应用 2.3.1 分类鉴定 不同细菌的芽孢具有不同的特点，从形状、大小、表面特征，直到与菌体的关系等都有不同的表现，因此可以作为分类鉴定的依据或参考。 2.3.2 科研材料 由于芽孢独特的产生方式，成为研究形态发生和遗传控制的好材料。 2.3.3 保存菌种 芽孢对不良环境有很强的抵抗力，可以保持生命力达数十年之久，在自然界使细菌度过恶劣的环境，在实验室是保存菌种的好材料。 2.3.4 分离菌种 芽孢的耐热性有助于芽孢细菌的分离。将含菌悬浮液进行热处理，杀死所有营养细胞，可以筛选出形成芽孢的细菌种类。 2.3.5 生物杀虫 有些芽孢细菌在产生芽孢的同时，可以产生一种双锥形的结晶内含物，称为 HYPERLINK /view/190462.htm \t _blank 伴孢晶体，这是一种蛋白质毒素，可以杀死某些昆虫（特别是鳞翅目）的幼虫。 3. 芽孢杆菌的分离纯化方法 芽孢杆菌有很多分离纯化方法，各有优劣。 3.1 芽孢杆菌的分离方法 一般方法为配制完整营养成分比例恰当的分离平板培养基，通过采用梯度稀释涂布平板法进行菌种的分离。[4] 普通方法为配制有一定限定因素的完整营养成分分离平板培养基，仍旧是梯度稀释涂布平板法分离。如产乳酸芽胞杆菌，则配制酸性培养基pH为5.5，这种pH条件下，可抑制许多其他杂菌生长，然后再梯度稀释涂布平板法分离得到数量更少的菌落[5]。 除了一般分离方法、普通分离方法外，还可根据其独有特征——芽孢而进行分离。 上面已经提到，芽孢可耐高温而仍旧存活，普通菌体则不然，据此提出了高温处理菌液而分离出芽胞再促芽孢萌发形成芽孢杆菌的方案。 这种方法可先对样品进行分离，方法同上，挑选到单个菌落再在生理盐水中水浴加热一定时间[6]。也可先对样品进行加热再去分离单菌落，从而再对单菌落有目的有针对性的去鉴定菌种[7]。 两者相比较，在我看来，结果应差不多。但前者难以避免地就要重复多次，有很大的盲目性，可能在分离单菌落