红螺菌

更新时间:2021-01-28 11:25

红螺菌生活在湖泊、池塘的淤泥中,是一种典型的兼性营养型细菌。红螺菌在不同环境条件下生长时,其营养类型会发生改变。在没有有机物的条件下,它可以利用光能,固定二氧化碳合成有机物;在有有机物的条件下,它又可以利用有机物进行生长。根据它的特点,在环保工作中已经开始运用红螺菌来净化高浓度的有机废水,以达到保护环境,消除污染的目的。

红螺菌的生物分类

真细菌域(Bacteria)

变形菌门(Proteobacteria)

α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)

红螺菌目(Rhodospirillales)

红螺菌科(Rhodospirillaceae)

红螺菌属(Rhodospirillum)

红螺菌目可分为二个亚目,三个科和十八个属

红螺菌属拉丁学名(Rhodospirillum Molisch,1907) 细胞弧形或螺旋形,0.8~1.5 μm宽,极生鞭毛运动,细胞行二分分裂革兰氏染色阴性。属光合内膜囊泡状或片层状。光合色素为细菌叶绿素a和螺菌黄素类类胡萝卜素。醌类以Q或RQ为主;淡水菌种,生长不需氯化钠;细胞喜在光照厌氧条件下光异养生长;但可在黑暗条件下行微好氧或好氧生长,生长需生长因子。

G+C mol%:63~66。

模式种深红红螺菌(Rhodospirillum rubrum)。

红螺菌培养基

1、富集培养基

经典的紫色非硫细菌(红螺菌)的富集培养基的配方为:NH4Cl:0.1g; NaHCO3:0.1g;K2HPO4:0.02g;CH3COONa:0.1~0.5g;MgSO4·7H2O:0.02g; NaCl:0.05~0.2g; 生长因子1ml,蒸馏水97ml,微量元素溶液1ml,pH为7.0。

其中,①5%NaHCO3水溶液,过滤除菌取2m1加入无菌培养基中。②生长因子:维生素B10.001mg、乙尼克丁酸0.1mg、对氨基苯甲酸0.1mg、生物素0.001mg,以上药品溶于蒸馏水中,定容至10ml,然后过滤除菌。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。以上药品分别溶于蒸馏水中,并定容至1000m1。

除①、②、③外,各成分溶解后100 Pa灭菌20min。然后分别加入①、②、③,如加入0.1%~0.3%的蛋白胨则能促进该菌生长。

2、分离培养基

传统的红螺科分离培养基的配方为:NH4Cl:0.1g; MgCl2:0.02g; 酵母膏:0.01g; K2HPO4:0.05g; NaCl: 0.2g; 琼脂2g,蒸馏水90ml。100Pa灭菌20min。

灭菌后,无菌操作加入经过滤除菌的0.5g/5mlNaHCO3,再无菌加入过滤除菌的0.1g或0.1mlNa2S·9H2O(降低培养基的氧化还原值),最后再加入5ml经过滤除菌的乙醇、戊醇或4%丙氨酸。用过滤灭菌的0.1mol/H3PO3调pH至7.0。

红螺菌生物类型

一、红螺菌能进行光合作用

红螺菌(Rhodospirillum sp.)属于光合细菌(Photosynthetic Bacteria,PSB)的一种,广泛分布于江河、湖泊、海洋等水域环境中,尤其在有机物污染的积水处数量较多。

光合细菌是一类能进行光合作用的原核生物的总称,他们的共同点是体内具有光合色素,在有光照条件下进行光合作用,利用太阳光获得能量。

二、红螺菌属自养型生物还是异养型生物?

根据细菌在光合作用中所需要的主要碳源的不同,光合细菌可分为两类:

(l)光能自养型:以光为能源,以二氧化碳为主要碳源的生物,通常具有光合色素,它们以光为能源来进行光合作用,以水或其他无机物作为供氢体,还原CO2合成有机物。例如:蓝细菌以水为电子供体(供氢体),进行产氧型的光合作用,合成细胞物质。红硫细菌,以H2S为电子供体,产生细胞物质,并伴随硫元素的产生。所以这种类型又称光能无机自养型。

(2)光能异养型:以光为能源,以有机物为主要碳源的生物,有些细菌具有光合色素能进行光合作用,但它们以有机物作为供氢体,同化有机物形成自身物质。例如非硫紫菌(即红螺菌)以乙醇为碳源,使乙醇氧化为乙醛,二氧化碳还原成葡萄糖。又如,红螺菌属中的另一些细菌能利用异丙醇作为供氢体,将CO2 还原成细胞物质,同时积累丙酮。所以这种类型又称光能有机异养型。

红螺菌的开发应用

光合细菌的应用研究近年来获得了很大的进展。研究表明,光合细菌在农业、环保、医药等方面均有较高的应用价值。生物学通报1998年11期上作了详细的介绍。这里列举两例。

(1)利用光合细菌独有的生理特性来净化水质

光合细菌能将养鱼水中的残饵、排泄物等完全分解,具有改善水产养殖生态环境,降低氨氮、BOD作用。此外作为鱼、虾、蟹育苗开口饵料,可以增加营养,提高成活率。因PSB大多为好氧性菌种,在养殖池中水车或增氧设备的运用下,促进养殖池水保持良好流动性,使大量的氧气溶入水中,将有毒气体散出水面外,除此之外还可提供鱼获得较高之溶氧,也促进光合细菌对水质的改善、稳定水色、增加饲料效应、防止疾病发生等效用。

(2)光合细菌在开发新能源中的应用

氢作为一种理想而无污染的未来能源日益受到人们的关注。生物制氢是开发新能源的一个方向,欧美、日本等均在研究和开发生物制氢技术。我国也有这方面的报道。光合细菌的许多种类在代谢过程中都能释放氢气。研究较多的是深红红螺菌(Rho-dospirillum rubrum),其产氢量高达65ml/h.L(培养液),比蓝细菌产氢量高1倍多。利用该菌固定化细胞产氢量高达20ml/g.h,气体组成中H2占70%~75%。可见光合细菌具有产氢速率高、产生的氢气纯度高等特点。

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