Общая характеристика бактерий рода BACILLUS

воздух, мясные полуфабрикаты и другие пищевые продукты, щетина, шерсть,

обсемененные спорами пастбища. У человека различают кожно-бубонную,

кишечную, легочную, септическую форму, у животных – карбункулезную и

септическую. Летальность до 100%.

Bacillus bombycus – грамположительные спорообразующие аэробы.

Клетки палочковидной формы. Обитают в почве, на листьях тутового дерева.

Вырабатывают токсин, вызывающий повреждение куколки тутового

шелкопряда.

Bacillus bombycepticus – грамположительные палочки, образующие

споры. Факультативные анаэробы. Обитают в почве, на листьях тутового дерева. У тутового шелкопряда вызывают болезнь известную под названием

«фляшерия» (дизентерия) со смертельным исходом. Заражение происходит при поедании шелкопрядом листьев, зараженных этими микробами.

клетки. Анаэробы. Сбраживают клетчатку (целлюлозу) до масляной и уксусной кислот и до водорода. Используются при биологической очистке нечистот.

Bacillus cellulosaemethanicus – грамположительные спорообразующие клетки. Анаэробы. Разлагают клетчатку (целлюлозу) до масляной и уксусной кислот, метана и других газообразных продуктов.

Bacills cereus – грамположительные спорообразующие палочки (0,5-2,5 х 1,2-10 мкм). Подвижные, перитрихи. Располагаются цепочкой. Аэробы или факультативные анаэробы. Обитают в почве. Являются условно – патогенными микроорганизмами. У человека вызывают пищевую токсикоинфекцию, кератит,

эндокардит, менингит, остеомиелит, пневмонию.

31

Bacillus crasus – крупные грамположительные палочки. Похожи на вагинальную палочку B. doderleini. Могут явиться причиной возникновения

острой язвы вульвы.

Bacillus danicus – грамположительные неподвижные палочки (0,6-1,0 х

2,9-6,0 мкм). Спорообразующие. Выделены из морского грунта.

Восстанавливают нитраты в нитриты.

Bacillus dentalis – грамположительные спорообразующие палочковидные бактерии. Выделены из ротовой полости, вызывают кариес зубов.

Bacillus fusiformis – вызывают язвенный стоматит, язвенную ангину,

кариес зубов, язвенные поражения половых путей, конъюнктивит,

некротические поражения глубоких тканей рта и лица, бронхит, пневмонию,

абсцесс легких, гангрену легких, раневые инфекции, язвы кожи, сепсис.

Нередко выделяются в ассоциации со спирохетой Spirochaeta vincenti.

Bacillus gangraenae – вызывает гангрену пульпы.

Bacillus gingivae – вызывают стоматит.

Bacillus glutinosa и B. idosus – обитают в ризосфере.

Bacillus larvae – грамположительные спорообразующие палочки.

Вызывают инфекционную болезнь пчелиного расплода, известную под названием «американский гнилец». Больные личинки погибают в запечатанных сотах, превращаясь в тягучую гнилостную массу.

Bacillus macerans – в аэробных условиях разлагают пектиновые

вещества, которые склеивают клетки древесных растений. Их деятельность проявляется при замачивании стеблей льна, конопли и других подобных

палочковидные клетки, располагающиеся цепочкой (стрептобациллы). Аэробы.

Обитают в почве. Нормальные обитатели кишечника человека и теплокровных животных. Обнаруживаются в почвах, загрязненных фекалиями и навозом.

Вызывают гниль капусты. Восстанавливают железо. Являются амонификаторами, участвуют в процессах круговорота азота.

32

Bacillus megatheriumvar.bombycus – попадая и развиваясь в кишечнике шелкопряда, вызывает гибель шелковичного червя.

Bacillus mеgatheriumvar.phosphaticus – разлагают органические соединения, содержащие фосфор, с образованием фосфорной кислоты и углекислого газа. Как обитатели ризосферы, продуцируя фосфобактерин,

способствуют повышению урожайности свеклы, капусты, картофеля, кукурузы,

пшеницы.

Bacillus mesentericus – грамположительные прямые палочки с закругленными концами (0,5-0,9 х 2,0-3,0 мкм). Подвижные, перитрихи.

Образуют центральную спору. Факультативные анаэробы. Хемоорганотрофы.

Температурный оптимум 28-30оС. Входят в состав нормальной микрофлоры человека и животных. Обнаруживается в почве, на поверхности листьев, в воде

(пресной и морской). Является аммонификатором. Участвует в процессах аммонификации на более поздних этапах разложения органических соединений в почве, загрязненной фекалиями или навозом. Преобладая в окультуренных почвах, является индикатором азотного режима почв. Способствует превращению нерастворимых фосфатов в минеральные фосфорнокислые,

восстановлению железа, ацетоноэтиловому брожению. Активирует депелирование кожевенного сырья. Может быть продуцентом мочевины (как продукта метаболизма) при избыточном азотистом питании и отсутствии углеводов. Как обитатель ризосферы, может ингибировать рост растений.

Участвует в гнилостных процессах. Является одним из возбудителей картофельной гнили. При попадании на хлеб, вызывает изменения крахмала и белковых веществ, в результате чего хлеб портится. Это проявляется в том, что появляются желто-бурые пятна, тонкие блестящие нити, хлеб тянется.

Вызывает ферментацию молочного белка, в результате чего образуются вещества с горьким вкусом и продукт теряет свои вкусовые качества. При снижении иммунной защиты у человека и животных могут вызвать гнойно-

воспалительные процессы эндогенного и экзогенного характера. Выделяются при обследовании больных с кишечной инфекцией, остеомиелитом,

33

пародонтозом, флегмонами, при заболеваниях легких, инфицированных ожогах

иконъюнктивитах, при гнойно-септических осложнениях после хирургических

ииных манипуляций, при урологических и травматолого-ортопедических поражениях и при других заболеваниях.

Bacillus methanicus – осуществляют окисление метана, входящего в состав рудничного или болотного газа, до углекислоты и воды. Температурный оптимум 30-37оС.

Bacillus murisepticus – грамположительные прямые или слегка изогнутые неподвижные палочки (0,2-0,3 х 0,5-1,5 мкм). Температурный оптимум 36-37оС.

Является возбудителем септицемии мышей.

Bacillus mucilaginosus – грамотрицательные палочки (1,2-1,4 х 4,0-6,0

мкм). Образуют центральную спору, имеют капсулу. Температурный оптимум

25-30оС. Обитают на скальных породах. Участвуют в процессах разложения

силикатов.

Bacillus mycoides – грамположительные палочки (2,0-2,5 х 3,4-5,2 мкм).

Располагаются цепочкой, образуют овальную центральную спору. Входят в состав нормальной микрофлоры кишечника человека и теплокровных животных. Обнаруживаются в морской воде, в грунте дна, в почве (особенно загрязненной фекалиями и навозом), на листьях. Являются обитателями ризосферы. В аэробных условиях обуславливают процессы гниения белковых субстратов. Восстанавливают железо, продуцируют биологически активные вещества – ауксины. Патогенны для гусениц тутового шелкопряда – вызывают кишечный токсикоз. У человека выделяются из раневого экссудата, могут

расплод, пчел, а также и куколок пчел. Погибшие личинки открытого расплода мягкие, запечатанного – тестообразные, иногда тягучие, издающие запах гнили.

34

Bacillus pasteurii – грамположительные спорообразующие аэробные

палочки. Перитрихи. Относятся к уробактериям, разлагают мочевину до аммиака и углекислого газа.

Bacillus (Clostridium) perfringens – грамположительные крупные палочки.

Неподвижные, образуют центральную спору. Анаэробы. Постоянные обитатели кишечника человека и животных (жвачных). Внутри макроорганизма клетки окружены капсулой. Участвуют в процессах круговорота азота и гниении белковых субстратов. Продуктами гнилостного распада являются аммиак,

сероводород, триметиламин, меркаптан, индол, скатол, креатинин, триптофан.

Bacillus phytophtorus – вызывает у картофеля заболевание известное под

названием «черная ножка картофеля». У больных растений чернеет и загнивает корневая ножка. Клубни или не образуются или бывают мелкие. Ткань внутри клубня загнивает. У людей и животных возбудитель вызывает пищевое

отравление.

Bacillus polymixa – в аэробных условиях разлагает пектиновые вещества,

которые склеивают клетки деревенеющих растений. Деятельность этих микробных клеток проявляется при замачивании льна, конопли и других подобных растительных культур. Бациллы участвуют в процессах

палочковидные аэробы. Являются аммонификаторами, как уробактерии разлагают мочу до аммиака и углекислого газа.

Bacillus putrificus – возбудитель анаэробного гниения белкового

субстрата до азотистых и безазотистых соединений. Участвует в процессах

круговорота азота. Способствует быстрому разложению трупа,

сопровождающемуся зловонным запахом. Является обитателем кишечника человека и животных, в окружающуюся среду выделяется с испражнениями.

Bacillus sporogenes (Cl.sporogenes) – облигатные анаэробные

грамположительные палочки. Нормальные обитатели кишечника человека и животных. Обитают в почве загрязненной фекалиями и навозом. Участвуют в

35

круговороте азота. Разлагают белковый субстрат в анаэробных условиях,

способствуют быстрому зловонному разложению трупа. Восстанавливают железо. При снижении иммунной защиты организма вызывают гнойно-

воспалительные процессы эндогенного или экзогенного характера. Как обитатели ризосферы могут ингибировать рост растений.

Bacillus subtilis (сенная палочка) – грамположительные крупные палочки с закругленными концами (1,0-1,3 х 4,6-5,5 мкм). Подвижные (перитрихи),

образуют центральную овальную спору. Хемоорганотрофы. Факультативные анаэробы. Являются нормальными обитателями кишечника человека и животных. Широко распространены в природе. Обнаруживаются в пресной и морской воде, в почве (особенно в загрязненной фекалиями и навозом).

Участвуют в процессах аммонификации (разложении белков и нуклеиновых кислот), минерализуют органические соединения азота, обеспечивают пополнение запасов минерального азота в почве. Являясь обитателями ризосферы, могут ингибировать рост растений. Являются продуцентами биологически активных веществ - ауксинов. Используются при биологической переработке и обеззараживании фекальных нечистот и сточных вод на полях ассенизации, орошения. Восстанавливают железо. Патогенны для гусениц тутового шелкопряда - вызывают кишечный токсикоз. При снижении иммунной защиты у человека и животных вызывают гнойно-воспалительные процессы. Способствуют ферментации молочного белка, в результате которой образуются вещества с горьким вкусом и продукт теряет свои вкусовые качества.

Bacillus thurigiensis – грамположительные палочки. Вызывают бациллярный кишечный токсикоз и гибель гусениц тутового шелкопряда.

Bacillus vigratus – грамположительные спорообразующие палочки (0,5- 0,8 х 2,0-4,0 мкм). Обнаруживаются в морской воде на глубине 1-250 м.

Восстанавливают нитраты в нитриты, усваивают минеральный азот

(http://mikrobio.ho.ua/mikro-text12.html).

36

Глава 3 Биология аэробных спорообразующих бактерий

Спорообразующие бактерии обладают активными протеолитическими ферментами. Они разлагают сложные белковые соединения на аминокислоты, а

затем и на более простые азотистые вещества и аммиак. Способность спорообразующих бактерий к энергичному разложению сложных органических соединений до простых продуктов распада стала основой для физиологической характеристики этой группы бактерий как активных аммонификаторов.

Однако различные виды спорообразующих бактерий по - разному относятся к источникам азотистого питания. Так, например, культуры группы сенного и картофельного бацилла более энергично сбраживают углеводы с образованием разнообразных промежуточных соединений. Для наиболее распространенных видов спорообразующих бактерий лучшими источниками азотного питания оказались пептон, гидролизат казеина, автолизат дрожжей, и

мочевина.

Среди почвенных аэробных спорообразующих бактерий имеются виды,

которые довольно хорошо развиваются на безазотистой среде. К ним относятся олигонитрофильные бактерии, обладающие способностью усваивать атмосферный азот. Эти микроорганизмы характеризуются слабой азотфиксирующей способностью, однако их накопление в почве может значительно содействовать обогащению ее азотом. В этом отношении всестороннее изучение данной группы микроорганизмов представляет большое значение для повышения плодородия почв (http://molbiol.ru/wiki).

Большинство видов спорообразующих бактерий, широко распространенных в почве, обладает способностью использовать в качестве источника азота нитраты. Благодаря этому они вызывают процессы восстановления нитратов (денитрификацию) и переводят их в состав органических азотистых соединений. Таким образом, спорообразующие бактерии усваивают азот из различных источников в неодинаковой степени.

Одни предпочитают аммонийный азот, другие - азот аминокислот; многие

37

хорошо потребляют азот нитратов, тогда как некоторыми он не усваивается или используется слабо.

Активная аммонифицирующая деятельность спорообразующих бактерий имеет важное значение для повышения плодородия почв. Некоторые авторы отметили заметное увеличение урожайности растений при внесении в почву активных аммонификаторов.

Спорообразующим бактериям принадлежит важная роль в превращениях фосфора. Многими авторами было показано, что культуры различных видов спороносных бактерий активно переводят нерастворимые фосфорные соединения в растворимые. В Советском Союзе с применением культуры спорообразующих бактерий, активно минерализующей сложные органические соединения фосфора, было налажено промышленное производство бактериального удобрения - фосфобактерина. Этот препарат широко и успешно применялся для повышения урожайности многих сельскохозяйственных культур.

Установлено несколько механизмов разложения фосфорных соединений спороносными бактериями. В одном случае происходит растворение трикальций фосфата, в другом - перевод фосфоритов в апатиты или фосфитов в фосфаты. Более распространенным является минерализация органофосфатов в результате ферментативной деятельности бактерий и выделения ими кислот.

Результаты исследований показывают, что отмеченные свойства не приурочены к особым видам, обнаруживаются у культур многих видов и разновидностей спороносных бактерий, а также других микроорганизмов.

Отечественными авторами были выделены и изучены культуры спорообразующих бактерий, способные разрушать полевые шпаты, каолин и другие формы силикатов.

Среди спорообразующих бактерий обнаружены виды и разновидности,

характеризующиеся выраженной специализацией биохимической активности.

Так, культуры B. pasteurii обладают уреазной активностью и хорошо развиваются в сильно щелочной среде. Редкой формой бациллярных

38

организмов является B. fastidiosus, который не способен усваивать сахара,

аминокислоты, белковые и другие соединения. Бактерии этого вида потребляют лишь мочевую кислоту и аллантоин.

В качестве источника углеродного питания спорообразующие бактерии могут использовать как простые сахара, так и полисахариды. Из моносахаридов лучше всего они усваивают глюкозу, а из дисахаридов - сахарозу. Отношение разных видов спорообразующих бактерий к углеводам различное, что широко используется в исследованиях по систематике для определения видовой принадлежности микроорганизмов.

При развитии на простых сахарах, в особенности на глюкозе,

спорообразующие бактерии синтезируют ряд продуктов - молочную, уксусную и пропионовую кислоты, ацетилметилкарбинол и т. п. Газообразование отмечается только у культур нескольких видов. Многие виды спорообразующих бактерий сравнительно хорошо усваивают различные органические кислоты и спирты.

В группе аэробных спорообразующих бактерий немало видов и разновидностей, которые для своего роста и развития нуждаются в различных витаминах, аминокислотах и других ростовых факторах. Так, для культур сибиреязвенного бацилла наряду с аминокислотами необходим тиамин.

Культуры облигатных энтомопатогенных видов - возбудителей молочной болезни японского жука, американского гнильца медоносной пчелы и других болезней насекомых - нуждаются во многих аминокислотах и витаминах.

Культуры сапрофитных спорообразующих бактерий также в ряде случаев проявляют специфические потребности в витаминном и аминокислотном питании.

Наиболее характерной для подобных организмов является зависимость их роста и развития от наличия в среде тиамина, биотина, фолиевой и никотиновой кислот. В качестве обособленного нового вида описаны культуры спорообразующих бактерий, нуждающиеся в пантотеновой кислоте.

Термофильным формам спороносных бактерий присуща более выраженная

39

зависимость роста и развития от аминокислот, витаминов и других дополнительных факторов роста.

Спорообразующие бактерии - активные продуценты многих ферментов.

Бактерии группы сенного и картофельного бацилла обладают

выраженной протеолитической и амилолитической активностью. В настоящее время культуры этих видов спороносных бактерий широко используются во многих странах для промышленной выработки амилазы и различных протеаз

(http://molbiol.ru/wiki).

Амилаза - фермент, действующий на гликозидные связи в полисахаридах.

Амилазы разделены на α-амилазы и β-амилазы, так называемые эндоамилазы и β-амилазы - экзоамилазы, так как α-амилаза может расщеплять гликозидные связи в середине полисахаридных цепей, тогда как β-амилаза действует на не

редуцирующий конец цепи, последовательно отщепляя остатки мальтазы.

Липаза - фермент, участвующий в процессах гидролиза триглицеридов, в

результате которого освобождаются глицерин и высшие жирные кислоты.

С давних времен в Японии большой популярностью пользуется национальное блюдо «натто», которое изготовляют из соевых бобов при их

обработке культурой сенного бацилла (Суслова, 2007).

Некоторые виды спорообразующих бактерий вырабатывают ферменты,

разлагающие пектин и протопектин растений. Этим бактериям приписывается определенная роль в создании комковатой структуры почв и в образовании

клубеньков у бобовых растений.

Выраженные ферментативные свойства некоторых видов

спорообразующих бактерий обусловливают развитие гнилей и побурение плодов, фруктов и других растительных продуктов. При благоприятных условиях размножения некоторых видов бацилл - продуцентов фосфолипаз и других ферментов - вызывается порча пищевых продуктов, которые могут служить причиной гастроэнтеритов и других пищевых отравлений.

Среди бактериальных организмов группа аэробных спорообразующих бактерий известна своими сильно выраженными антагонистическими

40