乾界生物蛭弧菌知识科普

乾界生物蛭弧菌知识科普

蛭弧菌(Bdellovibrio)是寄生于其他细菌并能导致

其裂解的一类细菌。它虽然比通常的细菌小，能通过细菌滤器，有类似噬菌体的作用，但它不是病毒，确确

实实是一类能"吃掉"细菌的细菌。1962

年首次发现于菜豆叶烧病假单胞菌体中，

随后从土壤、污水中都分离到了这种细

菌。根据其基本特性，命名为

Bdellovibrio bacteriovorus。其中，"Bdello"一词来自希腊字,是"水蛭"的意思，"vibrio"意为"弧菌"，而种名"bacteriovorus"是"食细菌"的意思。由于它们具有特殊的捕食生活方式以及有可能充当决定自然界中微生物种群变动的角色，因而引起了许多科学工作者的兴趣。

特征

蛭弧菌属于蛭弧菌科。相差显微镜观察表明，它具有细菌的一切形态特征：单细胞，弧形或逗点状，有时呈螺旋状。大小为

0.3-0.6×0.8-1.2微米，或仅为杆菌长度的1/3-1/4。端生鞭毛很少多于一根，有的在另一端生有一束纤毛。水生蛭弧菌的鞭毛还具鞘膜，它是细胞壁的延伸物，并包围着鞭毛丝状体，所以比其他细菌的鞭毛粗3-4倍，这是一个很显著的特点。蛭弧菌运动活跃，革兰氏染色阴性。细胞中蛋白质含量较高，有的占干重的60-70%。DNA 含量5%，GC百分数为42-51。据报导，蛭弧菌DNA的合成是在

宿主细胞DNA完全裂解后进行，宿主细胞中80%的DNA都并到寄生菌中去了，其机制还不很清楚。

生活方式

蛭弧菌生活方式多样，有寄生型，也有兼性寄生，极少数营腐生。寄生型必须在生活宿主细胞或在有其提取物中得到营养或生长因子时

才能生长繁殖，并表现出严格的特异性；非寄生型营腐生生活，或者至少是兼性腐生，可在蛋白胨和酵母提取物培养基上生长繁殖，它们中绝大多数都丧失了寄生性，只有十几分之一可恢复寄生性。实验表明，从自然界分离得到的蛭弧菌都是依赖寄生型，迄今为止，还没有直接从自然界分离得到非寄生型。不依赖宿主的蛭弧菌，只能生活在实验室条件下。故有人认为，兼性或腐生型均由寄生型蛭弧菌衍化而来，有人称它为"突变型"。

生长要求

寄生型蛭弧菌生长，要求pH6.0-8.5；温度23-37℃，低于12℃，高于42℃时均不生长；能稳定分解蛋白质，一般不直接利用碳水化合物，而以肽、氨基酸作碳源和能源；能液化明胶；严格好氧；在人工培养基上则产生黄色色素，细胞色素a、b、c，还能产生各种酶类。其中有宿主细胞有关。

生活史

蛭弧菌的生活史有两个阶段。既有自由生活的、能运动、不进行增殖的形式；又有在特定宿主细菌的周质空间内进行生长繁殖的形式。这两种形式交替进行。

工作机理

噬菌蛭弧菌杀灭有害细菌的全过程

蛭弧菌侵入宿主细菌的方式十分独特。开始时，它

以很高的速度(每秒高达100个细胞长度)猛烈碰撞

宿主细胞，无鞭毛端直接附着于宿主细胞壁上，然

后，菌体以100转/秒以上的转速产生一种机械"

钻孔"效应，加上蛭弧菌入侵时的收缩而进入宿主细

胞的周质空间。从"钻孔"到进入只需几秒钟便可完

成。在吸附至侵入开始前的5-10分钟，宿主细胞出现卷曲现象，这可能因为蛭弧菌产生的胞壁酸酶等使之转化为球质体的缘故。

如果很多蛭弧菌同时冲击一个宿主细胞，可能在其未侵入前，宿主细胞壁就已溃溶掉。至于真正的原因，目前还不清楚。蛭弧菌侵入周质空间的同时失去鞭毛，受到感染的宿主细胞也开始膨胀，变为一个对渗透压并不敏感的球形体。此称"蛭弧体"。这时，"蛭弧体"增长，比原本大几倍，然后均称地分裂，形成许多带鞭毛的个体——子代细胞。随着细胞的增殖和某些酶的产生，宿主细胞壁进一步瓦解，子代蛭弧菌释放出来。完成这一生活周期约需4小时(图2-83)。子代细胞遇到敏感宿主又可重新侵染，开始下一个循环。

近年发现，有的蛭弧菌在某种情况下还可进入到宿主细菌细胞质中，立即生长繁殖。这一发现，有待进一步证实。

侵入对象

蛭弧菌与宿主细胞之间，常表现出一定的特异性。不过，有的特异性较差，能侵入多种细菌。例如不同的蛭弧菌菌株，能侵入各类不同的植物病原菌。

蛭弧菌在人的某些病原菌体中也已发现，藻类和某些农业致病真菌细胞中亦有它分布。这些蛭弧菌的溶菌作用，对于控制农业及人畜病原微生物，无疑是有价值的。虽然蛭弧菌可使一些细菌遭受毁灭性裂解，然而，它本身的命运同样遭受到另一类小生物的威胁。1970年首次发现了蛭弧菌噬菌体(bdellophage)，它们对寄生或非寄生两种类型的蛭弧菌均有裂解作用。不过，专一性严格，只对一定的种株作用，并有自己的裂解过程。

当蛭弧菌直接附着于宿主细胞之前，或者在完成侵入宿主细胞周质以前，蛭弧菌噬菌体的尾部首先附着在蛭弧菌细胞上，然后该噬菌体将核酸注入蛭弧菌菌体中，于是完成了它的入侵过程，而噬菌体头部，完全以空壳保留在蛭弧菌细胞之外，被感染了噬菌体的蛭弧菌，其形态、大小不变，噬菌体却在细胞内大量复制。与此同时，蛭弧菌本身仍在宿主细菌的周质中，以二均分裂的方式繁殖，其结果，蛭弧菌的宿主细胞裂解，蛭弧菌噬菌体的子代也随之被释放出来。至于噬菌体如何通过蛭弧菌宿主释放于体外，实质性的机制还不清楚。

实验证明：在宿主细菌-蛭弧菌-蛭弧菌噬菌体之间，已构成了一种独特的"三位一体"的寄生系统(图2-84)。它们之间的相互作用，或许发生在自然生态系统之中，也可能是另一种情况，即蛭弧菌噬菌体的天然宿主是非寄生型蛭弧菌，或者以溶源状态天然存在，通过某种诱导因子的作用而得到发展。如果真是这样，无疑对其宿主是个威胁。

分布和分离

蛭弧菌广泛存在于自然界，土壤、河水、附近海洋水域及下水道污水中都有分布，干净的井水、泉水中找不到它们的存在。一般污水中含菌数105个/毫升，下水道污水中可含菌数万个/毫升，土壤中含菌数103-5个/克。怎样检查和分离蛭弧菌呢?多少需要借鉴细菌病毒研究中所使用的方法。即将蛭弧菌与敏感菌混合倒平板，在适宜条件下培养2-3天，平板上便会出现类似噬菌体的噬菌斑，并逐渐扩大，宿主细胞完全被溶解而形成透明区。从这些透明区中就可分离到蛭弧菌。利用这一特征，还可计算出蛭弧菌噬菌体的数目。同时可追踪增殖过程、寄生潜伏时间、新产生蛭弧菌的数量以及它们的活性等。例如蛭弧菌噬菌体杀死宿主细胞而不产生噬菌斑，遇到这种情部，用此法就较困难。如果要从土壤中分离蛭弧菌，应将少量样品先制成悬浮液，经滤膜过滤，以截留大的细菌，让小的蛭弧菌通过，取滤液进行分离。

蛭弧菌不仅宿主范围广泛，加之特殊的生活方式，使之具有生态学优势。其一，蛭弧菌进入到其他细菌的周质空间，可以确保营养需要，