枯草芽孢桿菌

枯草芽孢桿菌

枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis），是芽孢桿菌屬的一種，CAS號68038-70-0。單個細胞0.7～0.8×2～3微米，著色均勻。無莢膜，周生鞭毛，能運動。革蘭氏陽性菌，可形成內生抗逆芽孢，芽孢0.6～0.9×1.0～1.5微米，橢圓到柱狀，位於菌體中央或稍偏，芽孢形成後菌體不膨大。生長、繁殖速度較快，菌落表面粗糙不透明，污白色或微黃色，在液體培養基中生長時，常形成皺醭，是一種需氧菌。

可利用蛋白質、多種糖及澱粉，分解色氨酸形成吲哚。在遺傳學研究中套用廣泛，對此菌的嘌呤核苷酸的合成途徑與其調節機制研究較清楚。廣泛分布在土壤及腐敗的有機物中，易在枯草浸汁中繁殖，故名。

有的菌株是α-澱粉酶和中性蛋白酶的重要生產菌；有的菌株具有強烈降解核苷酸的酶系，故常作選育核苷生產菌的親株或製取5'-核苷酸酶的菌種。

基本介紹

主要特性,主要作用,作用機制,競爭作用,溶菌作用,產生抗菌物質,生物奪氧,模式菌株來源,水上形態,套用範圍,水產養殖,植物抗病,動物飼料生產,醫藥領域,水質淨化,其他,

主要特性

枯草桿菌是芽孢桿菌屬的一種, 廣泛分布在 土壤及腐敗的有機物中, 易在枯草浸汁中繁殖而 得名。該菌單個細胞為 ( 0. 7 ～ 0. 8)μm× ( 2 ～ 3)μm , 著色均勻。無莢膜, 有鞭毛, 能活 動, 革蘭氏染色為陽性, 芽孢 ( 0. 6 ～ 0. 9)μm ×( 1. 0～ 1. 5)μm , 位於菌體中央或稍偏, 芽 孢形成後菌體不膨大。菌落表面粗糙不透明, 污 白色或微黃色, 在液體培養基中生長時常形成皺 壁, 為需氧型細菌。可以利用蛋白質、 多種糖, 分解色氨酸。其中枯草桿菌 B. s u b t i l i s在生物防 治上很具有潛力, 在溫度和通氣等適宜條件下, 幼齡細胞中大量形成芽孢。另外, 枯草桿菌生長 速度快, 對營養要求比較低, 能高效分泌許多蛋 白及代謝產物, 且其不會產生毒素, 是一種無致 病性的安全微生物。在醫藥衛生食品等方面用途 很廣。在微生物實驗中, 常用檢測觀察枯草桿菌 的培養基配方:1 L蒸餾水 +20 g葡萄糖 +15 g 蛋白腖 +5 g 氯化鈉 +0. 5 g牛肉膏 +20 g瓊脂 。
枯草芽孢桿菌具有孢子休眠期、生殖生長期兩個生長時期，枯草芽孢桿菌會在生長環境惡劣、營養物質缺乏等不適宜的環境下進入孢子休眠期，並且形成具有極強抗逆作用、在高溫、酸鹼等極性環境下亦可生存的芽胞，從而適應環境得以生存。一旦環境變得適宜生長、營養充足，芽胞會自動進入生殖生長期，芽胞重新生長為枯草芽孢桿菌。

主要作用

美藍染色100倍油鏡下的枯草芽孢桿菌美藍染色100倍油鏡下的枯草芽孢桿菌
1．枯草芽孢桿菌菌體生長過程中產生的枯草菌素、多粘菌素、制黴菌素、短桿菌肽等活性物質，這些活性物質對致病菌或內源性感染的條件致病菌有明顯的抑制作用。
2．枯草芽孢桿菌迅速消耗腸道中的游離氧，造成腸道低氧，促進有益厭氧菌生長，間接抑制其它致病菌生長。
3．刺激動物（人體）免疫器官的生長發育，激活T、B淋巴細胞，提高免疫球蛋白和抗體水平，增強細胞免疫和體液免疫功能，提高群體免疫力。
4．枯草芽孢桿菌菌體自身合成α-澱粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等酶類，在消化道中與動物體（人體）內的消化酶類一同發揮作用。
5．能合成維生素B1、B2、B6、煙酸等多種B族維生素，提高動物體（人體）內干擾素和巨噬細胞的活性。
6. 枯草芽孢桿菌對特殊菌體進行促芽孢和微膠囊包被處理，在芽孢狀態下穩定性好，能耐氧化；耐擠壓；耐高溫，能長期耐60°C高溫，在120°C溫度下能存活20分鐘；耐酸鹼，在酸性胃環境中能保持活性，可以耐唾液和膽汁的攻擊，是微生物中可100%直達大小腸的活菌。

作用機制

競爭作用

枯草芽孢桿菌的競爭作用主要包括營養競爭和空間位點競爭兩個方面。枯草芽孢桿菌在空間位點競爭上占更多優勢，即在動物組織表面或植物體內及植物生長的土壤中快速、大量繁衍和定植，有效地阻止病原微生物的繁殖，干擾植物病原微生物對植物侵染，破壞病原微生物在植物上的定殖，從而達到抑菌控病效果。

溶菌作用

枯草芽孢桿菌可以吸附在病原真菌的菌絲上，伴隨菌絲共同生長，生長過程中會產生溶菌物質，從而消解菌絲體。一般會致使菌絲斷裂、解體或細胞質消解；或者是次生代謝產物會溶解病原菌孢子的細胞壁，導致細胞壁穿孔、產生畸形等。

產生抗菌物質

產生能夠抑制細菌、病毒、真菌和病原體的生長的抗生素類物質，這些抗菌物質以磷脂類、氨基糖類、肽類和脂肽類等抗生素為主。其中，脂肽類抗生素是枯草芽孢桿菌最重要的抗菌物質。

生物奪氧

枯草芽孢桿菌為革蘭氏陽性需氧菌，其能夠迅速消耗動物體腸道內的游離氧，從而有效提高營養物質的利用效率。枯草芽孢桿菌還能夠分泌澱粉酶、脂肪酶、蛋白酶、和纖維素酶等多種內源酶，為動物提供大量的內源酶，在一定程度上能彌補動物體內內源酶的不足。

模式菌株來源

中國普通微生物菌種保藏管理中心，枯草芽孢桿菌枯草亞種（Bacillus subtilis subsp. subtilis）保藏編號：CGMCC 1.3358

水上形態

在枯草桿菌豐富的水體裡，水的表面張力比較小，可以在吹出來的泡泡的小圈上形成一層膜。

套用範圍

水產養殖

枯草芽孢桿菌對水產養殖中的弧菌、大腸桿菌和桿狀病毒等有害微生物有很強的抑制作用,能分泌大量幾丁質酶,分解養殖池中的有毒有害物質,淨化水質,同時能分解池中的殘餌、糞便、 有機物等,具有很強的清理水中垃圾小顆粒的作用。枯草芽孢桿菌也被廣泛套用在飼料中，它具有較強的蛋白酶、脂肪酶、澱粉酶活性，能促進飼料中營養素的降解，使水產動物對飼料的吸收利用更加充分。
枯草芽孢桿菌可以減少對蝦病害發生，可以大大提高對蝦產量，從而提高經濟效益，生物環保，刺激水產動物免疫器官的發育，增強機體免疫力；減少對蝦病害發生，明顯提高對蝦產量，從而提高經濟效益，淨化水質，無污染，無殘留。

植物抗病

枯草芽孢桿菌通過成功定殖至植物根際、體表或體內，與病原菌競爭植物周圍的營養，分泌抗菌物質以抑制病原菌生長，同時誘導植物防禦系統抵禦病原菌入侵，從而達到生防的目的。枯草芽孢桿菌主要可以抑制由絲狀真菌等植物病原菌所引起的多種植物病害。現報導的從作物的根際土壤、根表、植株及葉片上分離篩選出的枯草芽孢桿菌菌株對不同作物的眾多真菌和細菌病害具有拮抗作用。如糧食作物中的水稻紋枯病、稻瘟病，小麥紋枯病，豆類根腐病。蔬菜病害中的番茄葉病、枯萎病，黃瓜 枯萎病菌、霜霉病，茄子灰霉病和白粉病，辣椒疫病等。枯草芽孢桿菌還可以控制采後水果的多種疫病如蘋果霉心病，柑橘青黴病，油桃褐腐病，草 莓灰霉病和白粉病，香蕉枯萎病、冠腐病、炭疽病，苹 果梨青黴病、黑斑病、潰瘍病，金花梨果腐病。 此外枯草芽孢桿菌對楊樹潰瘍病、腐爛病、樹黑斑病 及炭疽病，茶輪斑病，菸草炭疽病、黑脛病、赤星病 菌、根腐病，棉花立枯病、枯萎病等也有較好的防治作用。

動物飼料生產

枯草芽孢桿菌是動物飼料中常添加的益生菌種， 它以芽孢的形式添加於動物飼料中。芽孢是處於休眠狀態的活細胞，能夠耐受飼料加工過程中的不良環境， 製備成菌劑後穩定且易存儲，並且在進入動物腸道後能夠迅速復甦和繁殖。枯草芽孢桿菌在動物腸道中復甦增殖後就可發揮其益生特性，包括改善動物腸道菌群、增強機體免疫力以及提供多種動物所需的酶類等，可以彌補動物體內源酶的不足，促進動物的生長 發育，具有顯著的益生作用。

醫藥領域

枯草芽孢桿菌分泌的多種胞外酶已套用到許多不 同領域中，其中脂肪酶和絲氨酸纖溶蛋白酶( 即納豆激酶)被廣泛套用於醫藥行業。脂肪酶具有多種催化能 力，其在動物或人體的消化道中與原本存在的消化酶類共同發揮作用，使消化道處於健康的平衡狀態。納豆激酶是納豆枯草芽孢桿菌分泌的一種絲氨酸蛋白 酶，該酶具有溶解血栓、改善血液循環、軟化血管以及增加血管彈性等作用。

水質淨化

枯草芽孢桿菌可以作為微生物調節劑，起到改善水質、抑制有害微生物的作用，能夠創造優良的水生生
態環境。水產養殖的水體由於長期高密度養殖動物， 有大量的餌料殘餘、動物殘骸和糞便沉積等污染物積累，容易引起水質惡化進而危害養殖動物的健康，甚至 削減產量引起虧損，對水產養殖業的可持續發展危害巨大。而枯草芽孢桿菌可以定殖在水體中，並通過營養競爭或空間位點競爭形成優勢菌群，抑制有害病原菌( 如弧菌、大腸桿菌) 等有害微生物在水體中的生長 繁殖，從而改變水體和底泥中的微生物數量和結構，有效預防水產動物因水質惡化而引起的疾病。同時，枯 草芽孢桿菌作為一種可以分泌胞外酶的菌種，其分泌的多種酶類能夠有效分解水體有機物，改善水質。例 如，枯草芽孢桿菌產生的活性物質幾丁質酶、蛋白酶和 脂肪酶等，可以分解水體中的有機物，降解動物飼料中的營養素，不但使動物充分吸收和利用飼料中的營養物質，而且能大大改善水質;枯草芽孢桿菌還能調節養殖水體的 pH 值。

其他

枯草芽孢桿菌在污水處理及生物肥發酵或發酵床製作中套用也相當廣泛，是一種多功能的微生物。
1． 市政和工業污水處理，工業循環水處理，腐化槽、化糞池等處理，畜牧養殖動物廢料、臭味處理，糞便處理系統，垃圾、糞坑、糞池等處理；
2．畜牧、家禽、特種動物及寵物養殖；
3．可以與多種菌種混配，在農業生產中具有重要作用。

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