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