巨大芽孢杆菌：全面解析其特性与应用价值

mysmile 闻库 2025-09-12 2

巨大芽孢杆菌：全面解析其特性与应用价值

巨大芽孢杆菌（芽孢杆菌属 megaterium）呈现杆状形态，属于革兰氏阳性菌，需严格好氧环境才能生长，具备运动能力且可形成孢子。该菌种以繁殖速率高、生存力强及对人与动物安全性好而著称，在畜牧生产、解磷机制、固氮过程、生物防治应用及水体清洁等领域有广泛用途。巨大芽孢杆菌的细胞长度能达到4微米，宽度约为1.5微米，其芽孢结构为椭圆或长形，尺寸在1.0-1.2×1.5-2.0微米范围内，位置为中生或次端生，而脱氧核糖核酸的G+C含量比例介于36%到38%之间。

巨大芽孢杆菌的接触酶测试为阳性；能够水解淀粉和酪素；V-P反应和卵黄反应则显示阴性。在琼脂平板上，菌落呈微波状，略微隆起，颜色由浅黄白色渐变为浅灰白色乃至浅灰褐色，表面带轻微光泽，在马铃薯块上生长时，色泽从浅黄灰色转为灰色。该菌可水解淀粉和酪素，但不能还原硝酸盐，发酵葡萄糖时产生酸性物质。

巨大芽孢杆菌在工业与农业等科学领域展现出广阔的应用潜力。工业上，它被用于葡萄糖异构酶的生产，同时作为有机磷分解菌，在农业中可制成磷细菌肥料。该菌能降解土壤中难溶性含磷化合物，转化为作物可吸收的可溶形态。当巨大芽孢杆菌与球形芽孢杆菌共同培养时，表现出固氮增效作用，非常适合用于微生物肥料的制备。生理特性能利用多种糖类，水解淀粉，发酵葡萄糖、乳糖、蔗糖，产酸但不产气，可液化明胶并形成漏斗形状，在石蕊牛乳中产酸并液化。最适生长温度为37℃，但25-30℃也能生长；生长pH范围在6.0-8.0之间，最适pH为7.0-7.5。属于需氧型微生物。分布范围孢子常见于土壤中。该菌种也可能存在于植物种子和马铃薯块茎内，但对植物生长没有负面影响。主要价值巨大芽孢杆菌

1935年，苏联学者人民军蒙金娜发现巨大芽孢杆菌能分解卵磷脂或核酸等有机磷化合物，并将其应用于土壤有机磷化合物的分解，开启了人工研制磷细菌肥料的研究。

巨大芽孢杆菌作为一种关键解磷细菌，在农业生产中广泛应用，通过优化培养制成菌剂肥料，可提升土壤肥力，实现增产增收。近年来，随着微生物肥料在农业中的普及，巨大芽孢杆菌因其在土壤中的解磷作用而被深入研究，成为工业上生产解磷固钾肥的常用菌种，同时在水体处理和提高烟叶发酵增香效果方面发挥独特作用。

巨大芽孢杆菌能降解有机磷农药和黄曲霉毒素。张广志等人从长期受有机磷农药污染的土壤中分离出3株能降解甲胺磷和甲基对硫磷的芽孢杆菌，其中2株为巨大芽孢杆菌。孙丰芹发现巨大芽孢杆菌TRS-3对黄曲霉毒素AFB1有去除作用，其发酵上清液降解AFB1的能力达到78.55%。

苏联等国研究结果表明，微生物巨大芽孢杆菌等细菌及其代谢产物—各种氨基酸能有效地从矿石中溶解出来。用巨大芽杆菌、肠膜芽孢杆菌等细菌浸出细粒浸染金2-3个月，浸出液中金浓度达到1.5-2.15mg/L。主要危害巨大芽孢杆菌属于耐热嗜冷菌，也是兼性厌氧菌，是冷藏食品中的腐败细菌之一。巨大芽孢杆菌禾谷致病变种(B.megateriumpv.cerealis)能引起小麦的白色斑点病。也为常见的油中腐生菌。生物简介巨大芽孢杆菌（芽孢杆菌属megaterium)，为革兰氏阳性菌，属于芽孢杆菌属（Bacillus)。它能够形成芽孢，其芽孢的抗辐射能力是E.coli的36倍。工业上用于生产葡萄糖异构酶，同时也是有机磷的分解菌，在农业上可用于制造磷细菌肥料。应用作物：生姜、兰花；防治对象：生姜细菌性青枯病、兰花炭病病。形态特征杆状，末端圆。单个或呈短链排列。1.2～1.5×2.0～4.0微米。能运动。革兰氏阳性。芽孢1.0～1.2×1.5～2.0微米，椭圆形，中生或次端生。液化明胶慢、化牛奶、水解淀粉、不还原硝酸。巨大芽孢杆菌为产孢杆菌，且为革兰氏阳性菌及好氧菌，也为常见的油中腐生菌。

通过比较巨大芽孢杆菌和拮抗菌的芽孢形成率，从而确定了兰花炭疽病拮抗菌B.megaterium1-12菌株产芽孢的最佳培养条件(质量分数):碳源为玉米粉1%、氮源为大豆蛋白胨1%、无机盐为氯化钙2H2O0.1%、MnSO40.05%.培养基初始接种量8%、pH值为6、种龄20h、装量30mL(250mL三角瓶)。培养温度30℃，摇床转速200r/min,发酵时间48h.优化后芽孢形成率达到95%，最终生物量为1.92×109mL-1。生防特点从生姜田土分离的细菌B1301鉴定为巨大芽孢杆菌。在盆栽条件下，B1301处理种姜能够有效地防治由茄伯克霍尔德菌引起的生姜细菌性极速28预测青枯病，在种姜带菌率小于5%的情况下，防治效果在75%以上；B1301可在生姜块茎周围有效定殖，并能有效地降低青枯病菌的群体数量；也能从老块茎向新块茎转移。B1031通过抗菌物质以及竞争作用达到防治病害的目的。生防菌主要通过在植物根际定殖、分泌抗菌物质和营养竞争而拮抗病原菌。芽孢是细菌在其生长后期在细胞内形成的一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体。芽孢具有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物和抗静水压等一些特殊的性质。由于芽孢较其营养体细胞易保藏、复活率高，是制备生防菌制剂的理想存在形式，因此对芽孢形成条件的研究具有重要的实际意义。本实验室以胶胞炭疽杆菌(C.gloeosporioides)为指示菌筛选得到了一系列对兰花炭疽病具拮抗作用的细菌菌株，对其中活性较高的巨大芽孢杆菌(芽孢杆菌属megaterium1-12菌株产芽孢条件进行摸索，以提高其对不良环境因素的抗性，延长制剂保存期，稳定活性，为防治兰花炭疽病的拮抗细菌进入工业化生产提供理论依据。经济用途巨大芽孢杆菌可以用来生产解磷固钾肥，巨大芽孢杆菌具有很好地降解土壤中有机磷的功效，是生产生物有机肥的常用菌种，也是制作水体处理剂的常用菌种，将它施用到到烟叶上对提高烟叶发酵增香效果独特。培养特性在营养琼脂培养基上，在孢子囊内形成不多于1个的抗热极速28预测芽孢，为中生到端生，形状为椭圆形或圆形不等；菌落生长丰富，不扩展，有光泽或较暗，有时微皱，生长后期一般带黄色，长时间培养生长物和培养基可变成褐色或黑色。