全 文 ：微生态系统中地衣芽孢杆菌消长的研究*
胡尚勤 袁 原 (重庆师范学院生物系, 重庆 400047)
张远琼 (宜宾师范专科学校, 宜宾 644007)
摘要 采用不同接种培养方法,研究了地衣芽孢杆菌在微生态系统的消长状况.结果表
明,在健康人体内该菌能迅速增殖 ,菌数为 1. 49 ! 108~ 1. 83 ! 108 个∀g- 1, 并能较长时间
定植下来, 30d 后菌数为 1. 27 ! 107~ 1. 51 ! 107 个∀g- 1 .在病人体内增殖相对较慢些, 菌
数为 1. 40 ! 108~ 1. 67 ! 108 个∀g- 1 , 30d 后菌数为 1. 15 ! 107~ 1. 31! 107 个∀g- 1 .在人工
模拟微生态系统中,当 pH 为 5. 0~ 9. 0, 营养物为食物匀浆培养基、牛肉膏蛋白胨培养基
时,其菌数为 3. 05! 108、3. 42 ! 108 个∀ml- 1 .
关键词 微生态系统 消长 地衣芽孢杆菌
Fluctuation of Bacillus licheniformis in microecosystem. Hu Shangqin and Yuan Yuan
( Chongqing Normal College, Chongqing 400047) . Chin. J . A pp l . Ecol. , 1998, 9(6) : 617~
620.
Investigation of t he fluctuation of Bacillus lichenif ormis in microecosystem w ith different in
oculation culture methods shows that the bacter ia can rapidly grow in the microecosystem of
healthy human body , and its amount can be kept in 1. 49! 108~ 1. 83 ! 108g- 1 for a long peri
od o f time, and maintains 1. 27 ! 107~ 1. 51 ! 107g- 1 after 30 days. The bacteria grows slowly
in the microecosystem of patient, and its amount reaches a highest w ith 1. 40 ! 108~ 1. 67 !
108g- 1 , and maintains 1. 15 ! 107~ 1. 31 ! 107g- 1 after 30 days. In a manmade simulated
microecosystem with pH 5. 0 ~ 9. 0, the amount of the bacter ia is 3. 05 ! 108 and 3. 42 !
108ml- 1 in mediums of homogenized food and o f beef extract and peptone, respectively.
Key words Microecosystem, Fluctuation, Bacillus lichenif ormis .
* 四川省教委自然科学基金资助项目 ( 川教科
( 1995) 36号) .
1996- 07- 30收稿, 1997- 05- 28接受.
1 引 言
在正常情况下, 人体内的微生物与宿
主间,微生物之间组成了一个微妙而协调
的整体,相互依存, 相互制约, 并在各种因
素的影响下,维持着动态平衡和共生生活,
构成了生态平衡.这一平衡并非是静止的,
它始终是一个动态平衡. 一旦条件发生变
化,就会出现失衡. 1992 年问世的整肠生
就是调节这种失衡的新型微生态制剂. 对
微生态系统中地衣芽孢杆菌的消长动力学
研究尚未见报道.本研究旨在探讨微生态
系统中地衣芽孢杆菌的实际消长与其内环
境主要因素的关系, 为更好地应用该菌剂
及其治疗机制方面的研究提供科学依据.
2 材料与方法
2. 1 菌种及培养基
2. 1. 1 菌种 地衣芽孢杆菌 ( Bacillus licheni
f ormis )、乳酸链球菌、双歧杆菌、大肠杆菌均由重
庆师范学院应用微生物研究室提供.
2. 1. 2 培养基( % ) ( 1)牛肉膏 0. 3, 蛋白胨 1. 0,
NaCl 0. 5, 琼脂 2. 0(液体不用 ) , 水 100, pH7. 0,
1kg∀cm- 2压力灭菌 30min. ( 2) 食物匀浆培养基
(按 5d 所用食物人均各种营养素日摄入量的比
例称取匀浆后, 加胃蛋白酶、胰蛋白酶等酶类水
应 用 生 态 学 报 1998 年 12 月 第 9 卷 第 6 期
CH INESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Dec. 1998, 9( 6)#617~ 620
解4h 后, 再加入 15% 新鲜无臭婴儿粪便混合,
1kg∀cm- 2压力灭菌 30min, 制成类似体内微生态
系统基质[ 2, 5] .
2. 1. 3 人工模拟微生态系统装置 用 2 个密闭能
集气便于流加基质的恒化连续培养装置[ 1, 4]制成
2 个 5L 与人体微生态系统类似的微生态系统(即
恒定的温度、充足水分和营养物、适合的酸碱度
及厌氧环境) , 进出速率控制在 0. 25L∀h- 1 . 装入
食物匀浆培养基和牛肉膏蛋白胨培养基. pH 值
分别调至 3. 5、4. 0、4. 5、5. 0∃∃12. 0.
2. 1. 4 微生态系统选择 分别选择 45 岁以下健
康人体和腹泻病人体各 3 人, 作为接种试验对
象.
2. 2 方法
2. 2. 1 接种与培养方法 分别将上述各株菌种接
种到牛肉膏蛋白胨培养基上, 36~ 37 % 活化培养
18h,制成菌悬液 ( 5 ! 108∀ml- 1和 8 ! 108 个∀
ml- 1) . 然后在 2 个相同模拟微生态系统中分别
加入无菌人工食物匀浆基质、牛肉膏蛋白胨培养
基.分别接种地衣芽孢杆菌、乳酸链球菌、双歧杆
菌和大肠杆菌各 1% ( V / V )混合培养; 另一批只
接种地衣芽孢杆菌单一种进行培养.采用不同时
间、不同 pH 的微生态系统, 每组设 3 个重复, 共
216 组. 在 36~ 37 % 培养 3d.
对健康人体微生态系统采用口服一次性接
种, 每日 3 次,每次 2 粒, 每粒 0. 25g ,含菌量 1 !
109 个∀g- 1的市售整肠生制剂, 服用 1d.病人每日
3 次,每次 2粒, 连服 3d.
2. 2. 2 分析测试方法 接种后, 模拟微生态系统
每天取样和连续在 1~ 18h 定时取样, 人体自然
微生态系统在 1、3、6、9、12、15、18、30d 取样, 用
10倍稀释法稀释后, 取样培养, 用平皿光电菌落
计数器法计数测定地衣芽孢杆菌活菌数和其它
几种菌的活菌. 用涂片染色比例计数法和显微镜
直接计数法计数地衣芽孢杆菌总菌数和几种菌
总菌数、芽孢数.
3 结果与分析
3. 1 模拟微生态系统中地衣芽孢杆菌的
消长
从表 1、2可知,在模拟微生态系统中,
基质和 pH 值的变化明显地影响地衣芽孢
杆菌的消长. 在 pH4. 5 以下和 9. 5以上菌
数增长速率较慢, 在食物匀浆培养基中 3d
最高活菌数为 3. 78 ! 107 和 2. 48 ! 108 个
∀ml- 1, 而在牛肉膏蛋白胨培养基中为
3. 82 ! 107和2. 72 ! 107个∀ml- 1 . 死亡数
表 1 模拟微生态系统中地衣芽孢杆菌消长规律
Table 1 Fluctuation of B. Lichenif ormis in simulated microecosystem
培养时间
Culture
t ime( h)
活菌数 Living bacteria number( ind.∀ml- 1)
pH 4. 5
A B
pH 7. 5
A B
pH 9. 5
A B
1 0. 64! 106 0. 65! 106 0. 75! 106 0. 80! 106 0. 68! 106 0. 70! 106
2 0. 65! 106 0. 97! 106 1. 30! 106 1. 40! 106 0. 96! 106 0. 99! 106
3 0. 69! 106 0. 17! 107 2. 20! 106 0. 25! 107 0. 12! 107 0. 18! 107
4 0. 71! 106 0. 30! 107 0. 30! 107 0. 41! 107 0. 15! 107 0. 20! 107
5 0. 82! 106 0. 40! 107 0. 22! 108 0. 20! 108 0. 17! 107 0. 22! 107
6 1. 18! 106 0. 59! 107 0. 33! 108 0. 31! 108 0. 25! 107 0. 31! 107
7 1. 68! 106 0. 87! 107 0. 50! 108 0. 47! 108 0. 36! 107 0. 44! 107
8 2. 40! 106 1. 27! 107 0. 75! 108 0. 72! 108 0. 53! 107 0. 64! 107
9 3. 45! 106 1. 85! 107 1. 11! 108 1. 11! 108 0. 78! 107 0. 93! 107
10 4. 90! 106 2. 71! 107 1. 65! 108 1. 70! 108 1. 15! 107 1. 36! 107
11 7. 0! 106 3. 90! 107 2. 44! 108 2. 60! 108 1. 69! 107 1. 98! 107
12 1. 69! 107 5. 71! 107 3. 61! 108 3. 97! 108 2. 47! 107 2. 86! 107
13 1. 68! 107 5. 69! 107 3. 58! 108 3. 81! 108 2. 46! 107 2. 81! 107
14 1. 62! 107 5. 61! 107 3. 51! 108 3. 79! 108 2. 41! 107 2. 74! 107
15 1. 53! 107 4. 60! 107 3. 41! 108 3. 72! 108 2. 32! 107 2. 52! 107
16 1. 48! 107 4. 52! 107 3. 32! 108 3. 52! 108 2. 20! 107 2. 41! 107
17 1. 39! 107 4. 02! 107 3. 29! 108 3. 01! 108 2. 01! 107 2. 33! 107
18 1. 34! 107 4. 09! 107 3. 0! 108 2. 90! 108 2. 0! 107 2. 25! 107
A.食物匀浆培养液M edium of homogenized food, B.牛肉膏蛋白胨培养液 Medium of beef ext ract and peptone.下同 The
same below .
618 应 用 生 态 学 报 9 卷
(率) 0. 21 ! 107 和 0. 33 ! 108 个∀ml- 1(总
菌数减活动菌数) , 比 pH5. 0~ 9. 0时的平
均死亡率( 0. 14 ! 108 个∀ml- 1)高.芽孢形
成比例有所增加,为 9. 5~ 24% .微生态系
统中在 pH5. 0~ 9. 0 间, 地衣芽孢杆菌增
长速率明显较 pH4. 5 以下和 pH9. 5 以上
高,活菌数为 1. 71 ! 108~ 3. 65 ! 108 个∀
ml- 1.
从表 1可知, 在 5h后,进入对数生长
期( 5~ 12h) , 生长规律表明, 此时该菌世代
数( n)多和代时( G )短, 根据 n = tgx 2-
tgx 1/ tg2和 G= t / n 公式[ 3] , 当 pH4. 5和
9. 5时, 在微生态系统牛肉膏蛋白胨基质
中, n = 3. 32tg ( 0. 59 ! 107/ 0. 40 ! 107) =
2. 2, G = 27. 0( min) , 在食物匀浆培养基
中, n = 3. 32tg ( 1. 18 ! 106/ 0. 82 ! 106) =
2. 1, G= 26. 8( min) .当 pH7. 5 时, 微生态
系统牛肉膏蛋白胨培养基中, n = 3. 32tg
(3. 97 ! 108/ 2. 60 ! 108 ) = 2. 4, G = 25
( min) , 食物匀浆培养基中, n = 3. 32tg
( 3. 61 ! 108/ 2. 44 ! 108) = 2. 3, G = 26. 1
( m in) . 模拟微生态系统中, 基质与 pH 值
对地衣芽孢杆菌消长的影响,一方面是由
于氢离子与细胞质膜上酶相互作用,影响
表 2 基质和 pH对模拟微生态系统中地衣芽孢杆菌消长的影响
Table 2 Effect of medium and pH on the fluctuation of B. Lichenif ormis in simulated microecosystem
基 质
M edium
pH
活菌数
Living bacteria number( ind.∀ml- 1)
1d 2d 3
总菌数(死活菌)
Total bacteria
number
( ind.∀ml- 1)
最终芽孢比例
Proportion of
last gemma
( % )
A 3. 5 1. 20! 107 1. 17! 107 1. 12! 107 1. 35! 107 22. 1
4. 0 1. 35! 107 1. 28! 107 1. 14! 107 1. 41! 107 24. 3
4. 5 3. 84! 107 3. 82! 107 3. 78! 107 3. 99! 107 18. 2
5. 0 1. 81! 108 1. 82! 108 1. 83! 108 1. 97! 108 17. 1
5. 5 1. 85! 108 1. 86! 108 1. 87! 108 1. 99! 108 15. 2
6. 0 2. 72! 108 2. 83! 108 2. 82! 108 2. 96! 108 11. 5
6. 5 2. 79! 108 2. 88! 108 2. 98! 108 3. 11! 108 9. 7
7. 0 2. 90! 108 2. 99! 108 2. 99! 108 3. 05! 108 8. 6
7. 5 3. 0! 108 3. 05! 108 3. 02! 108 3. 07! 108 8. 6
8. 0 2. 98! 108 2. 99! 108 2. 97! 108 3. 08! 108 8. 9
8. 5 2. 76! 108 2. 87! 108 2. 86! 108 3. 12! 108 8. 8
9. 0 2. 70! 108 2. 71! 108 2. 72! 108 2. 96! 108 8. 8
9. 5 2. 30! 108 2. 49! 108 2. 48! 108 2. 81! 108 9. 5
10. 0 2. 10! 107 2. 02! 107 2. 0! 107 2. 32! 107 10. 1
10. 5 1. 15! 107 1. 12! 107 1. 02! 107 1. 36! 107 12. 3
11. 0 1. 16! 107 1. 11! 107 1. 01! 107 1. 42! 107 14. 6
11. 5 1. 13! 107 1. 10! 107 1. 0! 107 1. 44! 107 17. 8
12. 0 1. 14! 107 1. 05! 107 1. 01! 107 1. 43! 107 19. 1
B 3. 5 1. 21! 107 1. 23! 107 1. 27! 107 1. 57! 107 21. 6
4. 0 1. 37! 107 1. 35! 107 1. 36! 107 1. 69! 107 21. 3
4. 5 3. 91! 107 3. 85! 107 3. 82! 107 3. 88! 107 18. 8
5. 0 1. 71! 108 1. 81! 108 1. 80! 108 1. 93! 108 16. 1
5. 5 1. 82! 108 1. 93! 108 1. 92! 108 1. 99! 108 14. 3
6. 0 2. 76! 108 2. 85! 108 2. 96! 108 2. 89! 108 11. 2
6. 5 2. 78! 108 2. 91! 108 2. 92! 108 2. 95! 108 9. 9
7. 0 2. 80! 108 2. 98! 108 2. 98! 108 3. 12! 108 8. 8
7. 5 2. 95! 108 3. 01! 108 3. 0! 108 3. 02! 108 9. 1
8. 0 3. 01! 108 3. 25! 108 3. 26! 108 3. 65! 108 10. 2
8. 5 3. 08! 108 3. 42! 108 3. 43! 108 3. 78! 108 11. 5
9. 0 3. 01! 108 3. 31! 107 3. 32! 108 3. 97! 108 11. 7
9. 5 2. 77! 107 2. 71! 107 2. 72! 107 3. 01! 107 14. 6
10. 0 2. 60! 107 2. 52! 107 2. 53! 107 3. 95! 107 15. 8
10. 5 2. 41! 107 2. 33! 107 2. 33! 107 3. 91! 107 19. 0
11. 0 1. 81! 107 1. 75! 107 2. 74! 107 3. 28! 107 19. 7
11. 5 1. 51! 107 1. 21! 107 1. 20! 107 1. 93! 107 21. 2
12. 0 1. 15! 107 1. 05! 107 1. 01! 107 1. 65! 107 21. 3
6196 期 胡尚勤等:微生态系统中地衣芽孢杆菌消长的研究
壁中酶活性. 另一方面对基质中有机化合
物作用, 间接影响该菌对底物的吸收. 同
时,当对数期间 pH 均为 7. 5时,基质中营
养丰富(牛肉膏蛋白胨) , 菌体增殖速率快,
世代数多,代时短.
3. 2 人体微生态系统中地衣芽孢杆菌消
长及滞留时间的比较
在接种健康人体和腹泻病人体内微生
态系统中的地衣芽孢杆菌显示出不同的消
长情况和定殖(或滞留)时间以及定殖量
(或滞留量) (表 3) . 从表 3可见,地衣芽孢
杆菌在健康人体和病人体内微生态系统中
增殖速率不同. 健康人体微生态系统接种
后,菌数增殖较快, 最高为 1. 83 ! 108 个∀
g- 1,高于接种病人体微生态系统的增长速
率( 1. 67 ! 108 个∀g- 1 ) . 这是由于 2种微
生态系统中几种主要因子(营养物、pH 值
以及其它菌数等相互作用)的差别.随着时
间延长均出现一个高峰期之后,以较低数
量定殖下来.但高峰期出现时间和增长量
表 3 微生态系统中地衣芽孢杆菌消长及定殖时间
Table 3 Fluctuation and growing time of B. lichenif ormis in micro ecosystem
微生态系统
M icroeco
system
活菌数 Living bacteria number( ! 10xg- 1)
1d 3d 6d 9d 12d 15d 18d 30d
健康人体 1. 59! 108 1. 79! 108 1. 68! 108 1. 83! 108 1. 78! 108 1. 85! 107 1. 84! 107 1. 51! 107
Health 1. 27! 108 1. 31! 108 1. 52! 108 1. 49! 108 1. 47! 108 1. 35! 107 1. 31! 107 1. 28! 107
human body 1. 35! 108 1. 41! 108 1. 47! 108 1. 51! 108 1. 51! 108 1. 48! 107 1. 48! 107 1. 27! 107平均 Average 1. 40! 108 1. 50! 108 1. 56! 108 1. 61! 108 1. 58! 108 1. 56! 107 1. 53! 107 1. 35! 107
对数值 Log. 8. 1461 8. 1761 8. 1931 8. 2068 8. 1987 7. 1931 7. 1847 7. 1303
病人体 1. 22! 108 1. 33! 108 1. 52! 108 1. 58! 108 1. 67! 108 1. 71! 107 1. 65! 107 1. 31! 107
Pat ient 1. 18! 108 1. 25! 108 1. 46! 108 1. 43! 108 1. 40! 108 1. 37! 107 1. 21! 107 1. 15! 107
1. 20! 108 1. 29! 108 1. 48! 108 1. 50! 108 1. 55! 108 1. 47! 107 1. 37! 107 1. 21! 107平均 Average 1. 20! 108 1. 29! 108 1. 49! 108 1. 50! 108 1. 54! 108 1. 52! 107 1. 41! 107 1. 22! 107
对数值 Log. 8. 0792 8. 1106 8. 1732 8. 1761 8. 1875 7. 1818 7. 1492 7. 0864
均有不同,健康人体微生态系统中高峰期
在第 9 天, 总平均菌数为 1. 52 ! 108 个∀
g
- 1
,且接种后很快进行增殖生长. 在病人
体微生态系统中高峰期在第 12天,总平均
菌数为 1. 40 ! 108 个∀g- 1, 而且增长速率
较慢.健康人体微生态系统比病体微生态
系统总平均菌数高出 0. 12 ! 108 个∀g- 1.
4 结 语
研究结果表明, 无论地衣芽孢杆菌在
模拟微生态系统或是在人体微生态系统
中,其消长都有一定规律可循.其消长受其
营养物质、pH 值、酶类以及代谢产物和气
体甚至其它微生物等诸因素的影响. 在人
体微生态系统中,地衣芽孢杆菌增长达到
一个高峰期, 菌数为 1. 49 ! 108~ 1. 83 !
108 个∀g- 1和 1. 40 ! 108~ 1. 67 ! 108 个∀
g
- 1以后( 9~ 12d后) , 逐渐下降, 30d 后以
较低的菌数( 1. 27 ! 107~ 1. 51 ! 107 个∀
g- 1和1. 15 ! 107~ 1. 31 ! 107 个∀g- 1)定
殖下来.这种变化可能是由于微生态系统
中存在大量肠道菌的生长, 消耗氧气,降低
了 pH 与 Eh, 从而为专性厌氧菌创造了条
件,使之大量繁殖起来. 氧气极端减少时,
地衣芽孢杆菌和其它兼性厌氧菌仍可存在
和少量繁殖,但氧气再度增加时,又可大量
繁殖,消耗氧气,促进厌氧菌生长,如此反
复过程,逐渐形成顶峰群落.地衣芽孢杆菌
也许就是遵循这一规律而消长变化的.
参考文献
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