Bacillus Subtilis (сенная палочка)

Bacillus Subtilis - поистине уникальный микроорганизм, обладающий массой полезных свойств. Эта статья расскажет об истории открытия сенной палочки, ее биологических особенностях и широком практическом применении в медицине, сельском хозяйстве и промышленности. Узнайте много нового и интересного о Bacillus Subtilis!

История открытия и классификация Bacillus Subtilis

Впервые Bacillus Subtilis была описана в 1835 году немецким биологом Эренбергом под названием Vibrio Subtilis. Спустя почти 40 лет, в 1872 году, бактериолог Кон переименовал ее в Bacillus Subtilis.

Название "сенная палочка" закрепилось за этим микроорганизмом из-за того, что первоначально его выделяли только из отваров сена.

Bacillus Subtilis относится к грамположительным, спорообразующим, подвижным палочковидным бактериям. Клетки имеют размеры 0,7-0,8 x 2-3 мкм. При благоприятных условиях делятся поперек, образуя длинные нити.

Выделяют два подвида сенной палочки - Bacillus Subtilis Subsp. Subtilis и Bacillus Subtilis Subsp. Spizizenii, различающихся некоторыми биохимическими свойствами.

Биологические и биохимические свойства Bacillus Subtilis

Bacillus Subtilis является хемоорганогетеротрофом, то есть использует в качестве источника углерода и энергии органические соединения. Она способна усваивать широкий спектр сахаров, а также разлагать сложные полисахариды и пектиновые вещества растительного происхождения.

По отношению к кислороду Bacillus Subtilis является факультативным анаэробом, то есть может расти как в присутствии, так и в отсутствие кислорода. При благоприятных условиях предпочитает аэробный метаболизм.

Отличительной чертой Bacillus Subtilis является способность образовывать прочные овальные эндоспоры, позволяющие переносить неблагоприятные условия. Эндоспоры устойчивы к воздействию высоких и низких температур, радиации, высушиванию.

Bacillus Subtilis - подвижный микроорганизм, осуществляющий движение с помощью жгутиков. Это позволяет ей активно перемещаться в почве и водной среде.

В процессе жизнедеятельности Bacillus Subtilis выделяет различные ферменты и антибиотики, подавляющие рост других микроорганизмов. Ключевыми ферментами являются амилазы и протеазы.

Генетические особенности Bacillus Subtilis

Геном штамма Bacillus Subtilis 168 представлен кольцевой двуцепочечной молекулой ДНК размером 4 214 814 пар оснований. Он содержит 5279 генов, из которых 5163 кодируют белки.

Особенности строения и регуляции активности генов Bacillus Subtilis обеспечивают спорообразование и синтез многочисленных полезных метаболитов. Так, в геноме присутствуют гены синтеза антибиотиков, компонентов клеточной стенки, ферментов.

Разные штаммы Bacillus Subtilis обладают генетическим разнообразием, что определяет различия в их биохимической активности и практическом применении.

Экология и распространение Bacillus Subtilis

Bacillus Subtilis широко распространена в природе. Ее естественной средой обитания являются почва, вода, воздух. Она также входит в состав микрофлоры кишечника человека и животных.

Высокая устойчивость спор обеспечивает распространение Bacillus Subtilis на большие расстояния с потоками воздуха и воды. В почве она активно перемещается благодаря подвижности.

Наиболее благоприятной средой обитания для Bacillus Subtilis являются щелочные почвы с высоким значением pH. При этом большая часть популяции находится в форме спор.

Bacillus Subtilis тесно взаимодействует с другими микроорганизмами, выделяя метаболиты, влияющие на их рост и развитие. Это играет важную роль в формировании почвенных микробиоценозов.

Практическое применение Bacillus Subtilis в медицине

Некоторые штаммы Bacillus Subtilis активно используются в медицинской практике благодаря своим полезным свойствам.

Препараты на основе Bacillus Subtilis применяются как пробиотики для нормализации микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Они эффективны при лечении дисбактериоза, диареи, колитов.

Заселяя кишечник, Bacillus Subtilis подавляет рост патогенных бактерий, улучшает всасывание питательных веществ, стимулирует иммунитет.

Помимо кишечника, препараты Bacillus Subtilis используются в стоматологии при лечении воспалительных заболеваний пародонта, а также наружно при лечении гнойных ран и ожогов.

Уникальные свойства Bacillus Subtilis делают ее перспективным средством для создания новых эффективных пробиотиков и лекарственных препаратов.

Применение Bacillus Subtilis в сельском хозяйстве

Штаммы Bacillus Subtilis используются в сельском хозяйстве для защиты растений от болезней, стимуляции их роста и повышения урожайности.

Антагонистическая активность Bacillus Subtilis по отношению к фитопатогенным бактериям и грибам позволяет эффективно защищать такие культуры как картофель, томаты, капуста от опасных заболеваний.

Кроме того, метаболиты Bacillus Subtilis усиливают иммунитет растений к стрессовым факторам, стимулируют рост корневой системы и надземной биомассы.

В животноводстве и птицеводстве препараты на основе Bacillus Subtilis с успехом применяются для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний, повышения продуктивности и сохранности стада.

Таким образом, Bacillus Subtilis является эффективным и экологичным средством повышения урожайности и качества сельскохозяйственной продукции.

Промышленное производство препаратов на основе Bacillus Subtilis

Для промышленного производства препаратов на основе Bacillus Subtilis используются специально подобранные высокоактивные штаммы этой бактерии.

Крупнейшими производителями препаратов Bacillus Subtilis в России являются такие предприятия как НПО "Микроген", ООО "Биофарм", ФГУП "НПО "Микроген" Минобороны России".

Процесс производства включает этапы глубинного культивирования бактерий, выделения и очистки биомассы, приготовления лекарственных форм, контроля качества и упаковки готовой продукции.

При соблюдении всех технологических требований обеспечивается стабильность и высокая эффективность выпускаемых препаратов.

Применение Bacillus Subtilis в пищевой промышленности

Bacillus Subtilis широко используется в производстве различных пищевых продуктов благодаря своей способности синтезировать ферменты и другие биологически активные вещества.

Добавление Bacillus Subtilis при производстве ферментированных продуктов, таких как сыры, кефир, ряженка, улучшает их вкус, консистенцию и увеличивает сроки годности.

Кроме того, Bacillus Subtilis подавляет рост патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, что повышает микробиологическую безопасность пищевых продуктов.

Сравнение Bacillus Subtilis и Bacillus licheniformis

Bacillus licheniformis - близкий родственник Bacillus Subtilis, обладающий схожими морфологическими и физиологическими свойствами.

Оба вида относятся к роду Bacillus, являются грамположительными палочковидными бактериями, образуют споры. И Bacillus Subtilis, и Bacillus licheniformis широко распространены в почве и обладают разносторонним метаболизмом.

В то же время, есть некоторые различия. В частности, оптимальная температура роста у B. licheniformis выше (50-55°C), чем у B. Subtilis. Кроме того, B. licheniformis устойчивее к щелочным средам и продуцирует больше экзоферментов.

Морфологические и тинкториальные свойства Bacillus Subtilis

При микроскопировании Bacillus Subtilis имеет вид прямых палочек длиной 2-3 мкм и шириной 0,7-0,8 мкм. Иногда встречаются нитевидные формы из нескольких клеток.

При окраске мазков по Граму Bacillus Subtilis окрашивается в синий цвет, что свидетельствует о наличии толстого слоя пептидогликана в клеточной стенке и относит ее к грамположительным бактериям.

При спорообразовании в центре или конце клетки формируется овальная спора, придающая клетке вздутость. Споры могут окрашиваться в разные цвета в зависимости от используемого красителя.

Культуральные свойства Bacillus Subtilis

На плотных питательных средах Bacillus Subtilis образует круглые выпуклые колонии с шероховатой морщинистой поверхностью и волнистым краем. Колонии часто имеют коричневый или сероватый оттенок за счет пигментов.

Bacillus Subtilis способна расти на простых питательных средах, содержащих органические вещества. Хороший рост наблюдается на мясо-пептонном агаре, картофельном агаре и других средах.

Оптимальная температура для роста Bacillus Subtilis составляет 20-45°C. При 37°C рост обильный. Минимальная температура +5°C, максимальная +50°C.