【原核生物全系列-29】α-变形菌纲—根瘤菌目（上）

α-变形菌纲—根瘤菌目（上）

细菌域

细菌界

变形菌门

α-变形菌纲

柄杆菌亚纲

根瘤菌目

根瘤菌目是革兰氏阴性变形菌门中的一个目。具有会固氮作用和与植物根系共生的根瘤菌出现在几个不同的科中。四个科中的慢生根瘤菌科，生毛霉菌科（英语：Hyphomicrobiaceae），Phyllobacteriaceae，和根瘤菌科至少含有6个固氮的，豆类结瘤的微生物共生菌。例子是慢生根瘤菌属和根瘤菌属。Methylocystaceae的种属是甲烷氧化菌（英语：甲烷营养生物）；它们使用甲醇（CH3OH）或甲烷（CH4）作为唯一的能源和碳源。其他重要属是人类病原体巴尔通体科和布鲁氏菌科，以及农杆菌属（遗传工程）。

下属科：

橙单胞菌科（Aurantimonadaceae）

巴通体科（Bartonellaceae）

拜叶林克氏菌科（Beijerinckiaceae）

慢生根瘤菌科（Bradyrhizobiaceae）

布鲁氏菌科（Brucellaceae）

黏着杆菌科（Cohaesibacteraceae）

生丝微菌科（Hyphomicrobiaceae）

甲基杆菌科（Methylobacteriaceae）

甲基孢囊菌科（Methylocystaceae）

叶杆菌科（Phyllobacteriaceae）

根瘤菌科（Rhizobiaceae）

红菌科（Rhodobiaceae）

黄色杆菌科（Xanthobacteraceae）

1.橙单胞菌科

橙单胞菌科（学名：Aurantimonadaceae）为根瘤菌目的一科细菌。此科的模式属为橙单胞菌属(Aurantimonas)。

橙单胞菌属（学名：Aurantimonas）为橙单胞菌科的一个属。该属的模式种为杀珊瑚橙色单胞菌（Aurantimonas coralicida）。

2.巴通体科

巴通体科（学名：Bartonellaceae）为根瘤菌目的一科细菌。此科的模式属为巴通体属(Bartonella)。

（1）巴通体属

巴通体属（学名：Bartonella）为巴通体科的一属细菌。该属的模式种为杆状巴通体（Bartonella bacilliformis）。

（2）汉氏巴尔通体

汉氏巴尔通体（Bartonellahenselae）是一种常见的、可导致猫抓病的真细菌，属于巴通体属。该细菌通过三聚体自身转运蛋白粘附素与宿主细胞贴合，进而入侵。

汉氏巴尔通体是一种革兰氏阴性杆菌，该菌可以通过裂解—离心血培养法培养。通过Warthin-Starry染色法或类似的银染法可以检测到侵入组织中的汉氏巴尔通体。

汉氏巴尔通体的种名“henselae”系纪念1953年出生的美国微生物学家黛安·玛丽·亨塞尔（DianeMarie Hensel ）。她在1985年一场爆发于美国俄克拉何马州的汉氏巴尔通体疫情中收集了大量的汉氏巴尔通体菌株、样品。

汉氏巴尔通体通常寄生于猫的血液中，当人被猫抓伤后，该菌就可能传染给人。此外，蜱也可能做为传染媒介将猫携带的汉氏巴尔通体传染给人。人被传染汉氏巴尔通体后可能会患上猫抓病，表现出淋巴结肿大、疲倦、发热、头疼等症状。

3.拜叶林克氏菌科

拜叶林克氏菌科（学名：Beijerinckiaceae）为根瘤菌目的一科细菌。此科的模式属为拜叶林克氏菌属(Beijerinckia)。

拜叶林克氏菌属（学名：Beijerinckia）为生丝微菌目拜叶林克氏菌科的一属好氧或兼性厌氧发酵型革兰氏阴性杆菌。直的到稍弯的杆菌。出现在土壤中，特别是温带地区。此属的模式种为印度拜叶林克氏菌(Beijerinckia indica)。

拜叶林克氏菌是拜叶林克氏菌属属的微生物，原产地为中国。短杆菌，球菌，菌落圆形，粉红色，不透明，边缘光滑，鞭毛周生，革兰氏染色阴性，需氧兼性厌氧，明胶水解阳性，葡萄糖发酵阴性，乙醇氧化阴性，接触酶反应阳性，生长温度10—40℃，对盐的耐受性10%，固氮能力1.6nmolC2H4/mL·h，能利用葡萄糖、蔗糖、阿拉伯糖、木糖，不能利用乳糖，不能利用KNO3、(NH4)2PO4。

4.慢生根瘤菌科

慢生根瘤菌科（学名：Bradyrhizobiaceae）是细菌的一个科，其下包括有十个属。 它们包括与植物相关的细菌，例如慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）就是一种生长于豆科植物根部的根瘤菌，有固氮作用。亦有其他与动物相关的细菌，例如过往我们以为会引起的猫抓热的Afipia felis。余下的物种有自由生活的，例如：红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)的紫细菌，存在于海水与泥土里。光从属异营生物Rhodopseudomonas palustris也属于本科物种，其DX-1品种能够在不产生氢气而产生电流，可作为新一代的生物发电材质。存在于空气中慢生根瘤菌科的细菌Afipia，以二甲基砜为其碳来源。

（1）慢生根瘤菌属

慢生根瘤菌属（学名：Bradyrhizobium）为生丝微菌目硝化杆菌科的一属好氧或兼性厌氧发酵型革兰氏阴性杆菌。杆状。细菌在寄主植物的根部膨大生成根瘤，可将大气氮固定到结合状态氮（氨）为寄主植物所利用。有的菌株在特定条件下以游离状态固定大气氮。

慢生根瘤菌属，杆状，0.5～0.9μm×1.2～3.0μm。在不利生长条件下呈多形态，通常含有聚-β-羟基丁酸盐颗粒。不产生芽孢。革兰氏阴性。以一根极毛或亚极毛运动。好氧，以氧为末端电子受体的严格呼吸型。最适温度 25～30℃，最适pH6.0～8.0，从酸性土壤分离的菌株可在较低的pH生长。菌落呈圆形，不透明，罕见半透明，白色和凸起，有颗粒状结构。在酵母膏-甘露醇-无机盐琼脂上 5～7天的菌落不超过lmm。在5～7天或更长时间的液体培养物呈中度混浊。化能异养菌，利用各种碳水化合物和有机酸作为碳源，不利用纤维素和淀粉。在含甘露醇或其他碳水化合物的无机盐培养基上产碱。在含糖培养基上的生长物常伴有丰富的胞外粘液，有的菌株可在H2和CO2和低氧压下营自养生活。铵盐、硝酸盐和有些氨基酸类可作为氮源，很少利用蛋白胨。不水解酪素和琼脂，不产3-酮基葡萄糖苷类。细菌在寄主植物的根部膨大生成根瘤。它们可固定大气氮到结合状态氮(氨)为寄主植物所利用。有的菌株在特定条件下以游离状态固定大气氮。

此属的模式种为大豆慢生根瘤菌(Bradyrhizobiumjaponicum)。

（2）红假单胞菌属

红假单胞菌属（Rhodopseudomonas）是光合细菌下的紫色非硫细菌，是硝化杆菌科的一属革兰氏染色阴性菌。细胞呈杆形。该属的模式种为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)。

①特点

红假单胞菌细胞杆形，0.6～2.5μm×0.6～ 5.0μm，极生鞭毛运动或不运动；生长有极性，不对称出芽分裂。革兰氏染色阴性。

片层状光合内膜位于细胞膜下且与之平行。光合色素为叶绿素a、h和类胡萝卜素。最佳生长方式是利用各种有机化合物作碳源和电子供体行光照厌氧生长。厌氧条件下以氢、硫代硫酸钠、硫化氢等作电子供体也可光自养生长。有些种也可在微好氧至好氧条件下进行化能异养生长。 G+C mol%：61.5～71.4(Bd)。

本属已知种有15个（2000年），模式种为血色红假单胞菌（旧称沼泽红假单胞菌）。本属有些种类已被用于处理污水和生产SCP。

②沼泽红假单胞菌

沼泽红假单胞菌属于光合细菌（英文缩写PSB）的一种，是地球上最古老的微生物之一。PSB菌体营养丰富，蛋白质含量高达65%，且富含多种生物活性物质，并具有适应性强，能耐受高浓度的有机废水和较强的分解转化能力，对酚、氰等毒物也有一定的耐受和分解能力等特点。

沼泽红假单胞菌的用途很多，可用于水质净化、污水处理、饲料级微生物添加剂等。关于饲用微生物方面，我国已有明确规定，根据我国农业部第105号公告公布的允许使用的饲料添加剂品种目录中，饲料级微生物添加剂有12种，我国农业部公布允许使用的饲料级微生物中，沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris)就在其内。

5.黏着杆菌科

黏着杆菌科（学名：Cohaesibacteraceae）为根瘤菌目的一科细菌。此科的模式属为黏着杆菌属(Cohaesibacter)。