紅螺菌

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養型細菌。紅螺菌在不同環境條件下生長時,其營養類型會發生改變。在沒有有機物的條件下,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行生長。根據它的特點,目前在環保工作中已經開始運用紅螺菌來凈化高濃度的有機廢水,以達到保護環境,消除污染的目的。

紅螺菌的生物分類


真細菌域(Bacteria)
變形菌門(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亞目,三個科和十八個屬
紅螺菌屬拉丁學名(Rhodospirillum Molisch,1907) 細胞弧形或螺旋形,0.8~1.5 μm寬,極生鞭毛運動,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和螺菌黃素類類胡蘿蔔素。醌類以Q或RQ為主;淡水菌種,生長不需氯化鈉;細胞喜在光照厭氧條件下光異養生長;但可在黑暗條件下行微好氧或好氧生長,生長需生長因子
G+C mol%:63~66。
模式種:深紅紅螺菌(Rhodospirillum rubrum)。

紅螺菌培養基


1、富集培養基:
經典的紫色非硫細菌(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,過濾除菌取2m1加入無菌培養基中。②生長因子: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,以上藥品溶於蒸餾水中,定容至10ml,然後過濾除菌。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。以上藥品分別溶於蒸餾水中,並定容至1000m1。
除①、②、③外,各成分溶解后100 Pa滅菌20min。然後分別加入①、②、③,如加入0.1%~0.3%的蛋白腖則能促進該菌生長。
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,無菌操作加入經過濾除菌的0.5g/5mlNaHCO3,再無菌加入過濾除菌的0.1g或0.1mlNa2S·9H2O(降低培養基的氧化還原值),最後再加入5ml經過濾除菌的乙醇、戊醇或4%丙氨酸。用過濾滅菌的0.1mol/H3PO3調pH至7.0。

紅螺菌生物類型

一、紅螺菌能進行光合作用
紅螺菌(Rhodospirillum sp.)屬於光合細菌(Photosynthetic Bacteria,PSB)的一種,廣泛分佈於江河、湖泊、海洋等水域環境中,尤其在有機物污染的積水處數量較多。
光合細菌是一類能進行光合作用的原核生物的總稱,他們的共同點是體內具有光合色素,在有光照條件下進行光合作用,利用太陽光獲得能量。
二、紅螺菌屬於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:
(l)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,它們以光為能源來進行光合作用,以水或其他無機物作為供氫體,還原CO2合成有機物。例如:藍細菌以水為電子供體(供氫體),進行產氧型的光合作用,合成細胞物質。紅硫細菌,以H2S為電子供體,產生細胞物質,並伴隨硫元素的產生。所以這種類型又稱光能無機自養型。
(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。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,同時積累丙酮。所以這種類型又稱光能有機異養型。

紅螺菌的開發應用

光合細菌的應用研究近年來獲得了很大的進展。研究表明,光合細菌在農業、環保、醫藥等方面均有較高的應用價值。生物學通報1998年11期上作了詳細的介紹。這裡列舉兩例。
(1)利用光合細菌獨有的生理特性來凈化水質
光合細菌能將養魚水中的殘餌、排泄物等完全分解,具有改善水產養殖生態環境,降低氨氮、BOD作用。此外作為魚、蝦、蟹育苗開口餌料,可以增加營養,提高成活率。因PSB大多為好氧性菌種,在養殖池中水車或增氧設備的運用下,促進養殖池水保持良好流動性,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獲得較高之溶氧,也促進光合細菌對水質的改善、穩定水色、增加飼料效應、防止疾病發生等效用。
(2)光合細菌在開發新能源中的應用
氫作為一種理想而無污染的未來能源日益受到人們的關注。生物制氫是開發新能源的一個方向,歐美、日本等均在研究和開發生物制氫技術。我國近幾年也有這方面的報道。光合細菌的許多種類在代謝過程中都能釋放氫氣。目前研究較多的是深紅紅螺菌(Rho-dospirillum rubrum),其產氫量高達65ml/h.L(培養液),比藍細菌產氫量高1倍多。利用該菌固定化細胞產氫量高達20ml/g.h,氣體組成中H2佔70%~75%。可見光合細菌具有產氫速率高、產生的氫氣純度高等特點。