发光细菌研究

发光细菌的研究

吕孟琦

摘要：发光细菌是一类在正常的生理条件下能够发射可见荧光的细菌 ,主要分布在海洋环境中。发光菌形态虽多种多样，但生理特性却非常相似。一般对明胶不产生液化，分解蛋白质后不形成毒物，常寄生在各种动物体上引起“发光病”，即寄生发光.本文综述了发光细菌的分类、发光机理及其鉴定。

关键词：发光细菌；分类；发光基因；发光机理

前言：发光细菌的发光现象一直是人们十分关注的问题,各国科学家对此进行了多方面的调查研究。国内对海洋发光细菌发光的观测研究已有多年历史。近年来,由于实际应用的需要,对发光细菌的观测研究有所加强,有关海洋发光细菌的研究内容相当广泛,从近期国内外发表的文献资料看,主要有发光细菌的分类，发光机理,发光基因、荧光素酶、发光特性以及某些应用方法等研究【1】。

一、发光细菌的分类

发光细菌是一类在正常的生理条件下能够发射可见荧光的细菌,这种可见荧光波长在450～490nm之间,在黑暗处肉眼可见。目前,全世界已命名的发光细菌有以下几种【2】①属于异短杆菌属的有发光异短杆菌；②属于发光杆菌属的有明亮发光杆菌和鳆发光杆菌；③属于希瓦氏菌属的有羽田希瓦氏菌；④属于弧菌属的有哈维氏弧菌、美丽弧菌生物型I、费氏弧菌、火神弧菌和东方弧菌。霍乱弧菌和地中海弧菌中的某些菌株有发光现象，曾有报道易北河弧菌有发光现象，后将其重新分类归人霍乱弧菌。另外，中国学者分离到一株淡水发光细菌命名为青海弧菌【3】。在以上发光细菌中，异短杆菌和青海弧菌属于淡水发光细菌，其它都是海洋细菌。发光细菌主要分布于海洋环境中【4】。

二、发光细菌的发光机理

发光机理的研究表明，不同种类的发光细菌的发光机理是相同的，是由特异性的荧光酶

（LE）、还原性的黄素（FMNH

2）、八碳以上长链脂肪醛（RCHO）、氧分子（0

2

）所参与的复

杂反应，大致历程如下：

FMNH

2+LE → FMNH

2

·LE+ O

2

→ LE·FMNH

2

·O

2

+ RCHO→

LE·FMNH

2·O

2

·RCH0 → LE+ FMN +H

2

O+RCOOH+光【4，5】

概括的说就是,还原性的黄素和八碳以上长链脂肪醛被氧分子氧化, 产生的能量并不被生物体储存, 而是通过光的形式释放出来, 其反应同时释放出最大发光强度在450-490nm处波长的蓝绿光。其中三步反应产生三种中间产物，寿命极短，很难分离出来。

三、发光细菌的鉴定

方法一：直接用肉眼观察是否发出蓝绿色的光。

方法二：用分光光度计测量发出的光波长是否在450nm~550nm之间。

方法三：用革兰氏试剂染色后镜检看是否为红色【6】。

四、发光细菌的应用

由于发光细菌的发光强度与某些污染物的浓度呈较好的线性关系,能够稳定、快速地反映环境中的污染物浓度变化;而且检测时间短(在5~15 min)、灵敏度高(细胞基本物质代谢受到影响前发光反应先被抑制)海洋发光细菌的发光特性与环境中有毒污染物的毒性有关,可用于毒物的检测【7】。

参考文献

[1] 杜宗军, 王祥红, 李海峰,等. 发光细菌的研究和应用[J]. 高技术通讯, 2003, 13(12):103-106.

[2]许鸿章. 烟台海域发光细菌的分离鉴定[C]// 全国海洋微生物学术讨论会. 1987:34-40.

[3]朱文杰, 汪杰. 发光细菌一新种—青海弧菌[J]. 海洋与湖沼, 1994, 25(03):273-279.

[4] 方战强, 陈中豪, 胡勇有,等. 发光细菌法在水质监测中的应用[J]. 重庆环境科学, 2003, 25(2):56-58.

[5]李明. Hg~(2+)对P.leiognathi及荧光素酶体外发光体系发光性能的作用机理研究[D]. 中国海洋大学, 2012.

[6]杨颐康, 叶履平, 唐法尧. 发光细菌的分离培养和鉴定[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 1980(03).

[7]张进兴, 逄爱梅, 孙修勤,等. 海洋发光细菌的发光及其应用[J]. 发光学报, 2007, 28(02):167-172.