紅螺菌

 

 

 

　　紅螺菌生活在湖泊、池塘的淤泥中，是一種典型的兼性營(yíng)養型細菌。紅螺菌在不同環(huán)境條件下生長(cháng)時(shí)，其營(yíng)養類(lèi)型會(huì )發(fā)生改變。在沒(méi)有有機物的條件下，它可以利用光能，固定二氧化碳固定有機物；在有有機物的條件下，它又可以利用有機物進(jìn)行生長(cháng)。根據它的特點(diǎn)，目前在環(huán)保工作中已經(jīng)開(kāi)始運用紅螺菌來(lái)凈化高濃度的有機廢水，以達到保護環(huán)境，消除污染的目的。

 

　　細菌域(Bacteria)

　　變形菌門(mén)(Proteobacteria)

　　α-變形菌綱(Alphaproteobacteria)

　　紅螺菌目(Rhodospirillales)

　　紅螺菌科(Rhodospirillaceae)

　　紅螺菌屬(Rhodospirillum)

　　紅螺菌目可分為二個(gè)亞目,三個(gè)科和十八個(gè)屬

　　紅螺菌屬拉丁學(xué)名(Rhodospirillum Molisch,1907) 細胞弧形或螺旋形，0.8～1.5 μm寬，極生鞭毛運動(dòng)，細胞行二分分裂，革蘭氏染色陰性。屬光合內膜囊泡狀或片層狀。光合色素為細菌葉綠素a和螺菌黃素類(lèi)類(lèi)胡蘿卜素。醌類(lèi)以Q或RQ為主。淡水菌種，生長(cháng)不需氯化鈉。細胞喜在光照厭氧條件下光異養生長(cháng)。但可在黑暗條件下行微好氧或好氧生長(cháng)。生長(cháng)需生長(cháng)因子。

　　G+C mol％：63～66。

　　模式種：深紅紅螺菌(Rhodospirillum rubrum)。

 

 

　　1、富集培養基：

　　經(jīng)典的紫色非硫細菌（紅螺菌）的富集培養基的配方為：NH4Cl：0.1g； NaHCO3：0.1g；K2HPO4：0.02g；CH3COONa：0.1~0.5g；MgSO4·7H2O：0.02g； NaCl：0.05～0.2g； 生長(cháng)因子1ml，蒸餾水97ml，微量元素溶液1ml，pH為7.0。

　　其中，①5％NaHCO3水溶液，過(guò)濾除菌取2m1加入無(wú)菌培養基中。②生長(cháng)因子：維生素B10.001mg、乙尼克丁酸0.1mg、對氨基苯甲酸0.1mg、生物素0.001mg，以上藥品溶于蒸餾水中，定容至10ml，然后過(guò)濾除菌。③微量元素溶液：FeCl3·6H2O ：5mg；CuS04·5H2O：0.05mg；H3BO4lmg；MnCl2·4H2O：0.05mg；ZnSO4·7H2O：1mg；Co(NO3)2·6H2O： 0.5mg。以上藥品分別溶于蒸餾水中，并定容至1000m1。

　　除①、②、③外，各成分溶解后100 Pa滅菌20min。然后分別加入①、②、③，如加入0.1％～0.3％的蛋白胨則能促進(jìn)該菌生長(cháng)。

　　2、分離培養基：

　　傳統的紅螺科分離培養基的配方為：NH4Cl：0.1g； MgCl2：0.02g；酵母膏：0.01g； K2HPO4：0.05g； NaCl： 0.2g；瓊脂2g，蒸餾水90ml。100Pa滅菌20min。

　　滅菌后，無(wú)菌操作加入經(jīng)過(guò)濾除菌的0.5g/5mlNaHCO3，再無(wú)菌加入過(guò)濾除菌的0.1g或0.1mlNa2S·9H2O（降低培養基的氧化還原值），最后再加入5ml經(jīng)過(guò)濾除菌的乙醇、戊醇或4％丙氨酸。用過(guò)濾滅菌的0.1mol/H3PO3調pH至7.0。

 

　　一、紅螺菌能進(jìn)行光合作用

　　紅螺菌(Rhodospirillum sp．)屬于光二、紅螺菌屬于自養型生物還是異養型生物？

　　根據細菌在光合作用中所需要的主要碳源的不同，光合細菌可分為兩類(lèi)：

　�。╨）光能自養型：以光為能源，以二氧化碳為主要碳源的生物，通常具有光合色素，它們以光為能源來(lái)進(jìn)行光合作用，以水或其他無(wú)機物作為供氫體，還原CO2合成有機物。例如：藍細菌以水為電子供體（供氫體），進(jìn)行產(chǎn)氧型的光合作用，合成細胞物質(zhì)。紅硫細菌，以H2S為電子供體，產(chǎn)生細胞物質(zhì)，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。所以這種類(lèi)型又稱(chēng)光能無(wú)機自養型。

　�。�2）光能異養型：以光為能源，以有機物為主要碳源的生物，有些細菌具有光合色素能進(jìn)行光合作用，但它們以有機物作為供氫體，同化有機物形成自身物質(zhì)。例如非硫紫菌（即紅螺菌）以乙醇為碳源，使乙醇氧化為乙醛，二氧化碳還原成葡萄糖。又如，紅螺菌屬中的另一些細菌能利用異丙醇作為供氫體，將CO2 還原成細胞物質(zhì)，同時(shí)積累丙酮。所以這種類(lèi)型又稱(chēng)光能有機異養型。

　　合細菌(Photosynthetic Bacteria，PSB)的一種，廣泛分布于江河、湖泊、海洋等水域環(huán)境中，尤其在有機物污染的積水處數量較多。

　　光合細菌是一類(lèi)能進(jìn)行光合作用的原核生物的總稱(chēng)，他們的共同點(diǎn)是體內具有光合色素，在有光照條件下進(jìn)行光合作用，利用太陽(yáng)光獲得能量。

 

　　光合細菌的應用研究近年來(lái)獲得了很大的進(jìn)展。研究表明，光合細菌在農業(yè)、環(huán)保、醫藥等方面均有較高的應用價(jià)值。生物學(xué)通報1998年11期上作了詳細的介紹。這里列舉兩例。

　�。�1）利用光合細菌獨有的生理特性來(lái)凈化水質(zhì)

　　光合細菌能將養魚(yú)水中的殘餌、排泄物等完全分解，具有改善水產(chǎn)養殖生態(tài)環(huán)境，降低氨氮、BOD作用。此外作為魚(yú)、蝦、蟹育苗開(kāi)口餌料，可以增加營(yíng)養，提高成活率。因PSB大多為好氧性菌種，在養殖池中水車(chē)或增氧設備的運用下，促進(jìn)養殖池水保持良好流動(dòng)性，使大量的氧氣溶入水中，將有毒氣體散出水面外，除此之外還可提供魚(yú)獲得較高之溶氧，也促進(jìn)光合細菌對水質(zhì)的改善、穩定水色、增加飼料效應、防止疾病發(fā)生等效用。

　�。�2）光合細菌在開(kāi)發(fā)新能源中的應用

氫作為一種理想而無(wú)污染的未來(lái)能源日益受到人們的關(guān)注。生物制氫是開(kāi)發(fā)新能源的一個(gè)方向，歐美、日本等均在研究和開(kāi)發(fā)生物制氫技術(shù)。我國近幾年也有這方面的報道。光合細菌的許多種類(lèi)在代謝過(guò)程中都能釋放氫氣。目前研究較多的是深紅紅螺菌（Rho-dospirillum rubrum），其產(chǎn)氫量高達65ml／h．L（培養液），比藍細菌產(chǎn)氫量高1倍多。利用該菌固定化細胞產(chǎn)氫量高達20ml／g．h，氣體組成中H2占70％～75％�？梢�(jiàn)光合細菌具有產(chǎn)氫速率高、產(chǎn)生的氫氣純度高等特點(diǎn)。