《微生物学》课程论文论文题目：枯草芽孢杆菌的研究与应用学院：生命与地理科学学院专业：生物科学班级：S10A学号：20101911105姓名：张成义成绩：目录枯草芽孢杆菌的研究与应用........................................ - 2 - 1.枯草芽孢杆菌在医药方面的应用.................................. - 2 -1．1纳豆激酶的发现及应用.................................... - 3 - 1．2 脂肪酶................................................. - 3 - 2、枯草芽孢杆菌在农业中的应用................................... - 4 -2．1 枯草芽孢杆菌在饲料中的应用............................. - 4 - 2．2 枯草芽孢杆菌在生物农药中的应用......................... - 4 - 2．2．1 枯草芽孢杆菌在动物养殖中的作用................... - 4 - 2．2．2 枯草芽孢杆菌在农作物病虫防治中的作用............. - 4 - 3、枯草芽孢杆菌在现代科学研究中的应用........................... - 5 -3．1 枯草芽孢杆菌表达系统的研究............................. - 5 - 3．2 枯草芽孢杆菌细胞质融合方面的研究....................... - 5 -4.枯草芽孢杆菌应用中存在的问题.................................. - 6 -5.枯草芽孢杆菌制剂作用机理及应用效果............................ - 6 -5．1 枯草芽孢杆菌的作用机理................................ - 6 - 5．1．1 生物夺氧........................................ - 6 - 5．1．1．1拮抗致病微生物，改善体内外生态环境......... - 7 -5．1．1．2 增强动物体的免疫功能..................... - 7 -5．1．1．3产生多种消化酶............................. - 7 -5．1．1．4产生多种营养物质........................... - 8 - 5．2 枯草芽孢杆菌在动物生产上的应用效果.................... - 8 - 5．2．1 禽类养殖中的效果................................ - 8 - 5．2．2 畜类养殖中的效果................................ - 8 - 5．2．3 在水产生产上的应用效果........................... - 9 - 6.展望.......................................................... - 9 - 参考文献....................................................... - 10 -枯草芽孢杆菌的研究与应用摘要：枯草芽孢杆菌是革兰氏阳性细菌，能形成芽孢，是一些重要工业酶制剂的生产菌由于其具有非致病性分泌蛋白能力强的特性和良好的发酵基础，所以应用十分广泛。
关键词：枯草杆菌；应用；表达系统；细胞质融合Research and application of Bacillus subtilisAbstract:Bacillus subtilis is one of some industrial productionenzyme bacteria, and a Gram- positive bacteria, which canform spores. Because it has the basis of non-pathogeniccharacteristic, the ability to secrete the protein and a goodbasis for fermentation, it has a wide range of application.This paper summarized the status of its application inthe fields of medicine, agriculture and other researches, theanalysis the problems and the reasons of problems within itsapplication would like to provide a reference to the peoplewho are studying on this area .Key words:Ba cillus subtilis ; application; expression system;cytoplasm integration枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是一类好氧型、内生抗逆孢子的杆状细菌，广泛存在于土壤湖泊、海洋和动植物的体表，自身没有致病性，只具有单层细胞外膜，能直接将许多蛋白分泌到培养基，在营养缺乏的条件下，枯草芽孢杆菌停止生长，同时加快代谢作用，产生多种大分子的水解酶和抗生素，并诱导自身的能动性和趋化性，从而恢复生长。
在极端的条件下，还可以诱导产生抗逆性很强的内源孢子[1]。
正是由于枯草芽孢杆菌无致病性，并可以分泌多种酶和抗生素，而且还具有良好的发酵基础，所以用途十分广泛本文对枯草芽孢杆菌在医药农业科研方面的应用现状以及面临的一些问题及其产生原因进行了阐述。
1.枯草芽孢杆菌在医药方面的应用枯草芽孢杆菌能够分泌多种酶，其中能够应用到医药领域的酶主要有丝氨酸纤溶性蛋白酶和脂肪酶两种。
丝氨酸纤溶性蛋白酶，即纳豆激酶。
此外，我国的豆豉纤溶酶和韩国的大豆发酵食品中分离的纤溶酶也都是枯草芽孢杆菌分泌的丝氨酸纤溶性蛋白酶的一种，只是发酵用的菌株有些细微差别。
1．1纳豆激酶的发现及应用1987 年，日本学者经过对上百种食物的筛选，首次发现日本传统的大豆发酵食品纳豆中含有溶解血纤维蛋白的成分，并将其命名为纳豆激酶（Nattokinase，NK）。
通过狗的模型试验及健康人群的体内研究，证明其除了具有显著的溶栓作用外，还具有促进静脉内皮细胞产生纤维蛋白溶酶原激活剂的能力，从而间接地表现其溶栓活性。
与传统的溶栓剂相比，NK具有不易引起出血、无抗原性半衰期长安全无毒且成本低廉和能口服吸收溶栓等优点，因而具有广阔的开发前景，可能成为新一代的溶栓药物[2－3]。
1992 年，Nakamura 等首次克隆了纳豆激酶基因并测定了全基因序列，使得利用基因工程技术提高纳豆激酶活性及产量成为可能[4]。
近年来，我国掀起对纳豆激酶的研究和开发热潮，纳豆激酶的药用价值日益突出，通过利用基因工程菌生产纳豆激酶，致使对纳豆激酶基因的克隆表达、纯化及表达产物的产量和活性方面的研究取得了很大进展在我国传统大豆发酵食品豆豉中发现了类似纳豆激酶的高活力的纤溶酶，将其产生菌株鉴定为枯草芽孢杆菌，并将豆豉纤溶酶基因克隆到了毕赤酵母中[5]。
与此同时，韩国也在其传统大豆发酵食品中发现了类似的纤溶酶。
近期，陈晔等通过枯草芽孢杆菌培养，利用（NH4）2SO4沉淀、SephadexG100 柱层析对该酶发酵液进行分离纯化，已经分离纯化出了枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis ZY21）[6]溶栓酶。
以上研究证明，日本、中国及韩国先后发现的这 3 种纤溶酶应该均由枯草杆菌分泌的，只是菌株不同而已。
1．2 脂肪酶脂肪酶是一类能在油水界面上水解甘油三酯酯键的酶的总称，广泛应用于食品、生物医药、化工、化妆品以及生物柴油等传统与现代工业[7-8]。
目前，褶皱假丝酵母（Candida rugosa）、霉菌属等是脂肪酶工业生产的主要菌种，来源于枯草芽孢杆菌168的脂肪酶以其广泛的底物作用范围，较小的分子质量以及较高的等电点等优良酶学特性而日益受到人们的关注[9]。
脂肪代谢最基本的酶是脂肪酶，其缺乏将会引起健康问题，通过脂肪酶的外部调节可达到助消化的目的。
微生物脂肪酶被用来从动物和植物中获得多不饱和脂肪酸，而多不饱和脂肪酸作为生物药物和营养成分起着越来越重要的作用；游离的多不饱和脂肪酸及其单双甘酯又是用来生产各种药物（抗胆固醇、抗炎药）的原料。
马吉胜从原始的枯草杆菌质粒 pBD64 出发，通过设计两段DNA 片段，引入了多个酶切位点和一个强启动子序列，构建了一个枯草杆菌脂肪酶高表达质粒 pBSR2 ，并进一步研究了这种酶的分子质量、酶活力、最适反应温度、最适反应 pH 、反应动力学等基本酶学性质[10]。
2、枯草芽孢杆菌在农业中的应用由于枯草芽孢杆菌能够分泌大量的抗生素，能够杀灭一些动植物中常见的病源菌，而且其分泌大量酶对牲畜有益，所以枯草芽孢杆菌常用于农业中。
2．1 枯草芽孢杆菌在饲料中的应用纳豆枯草芽孢杆菌（Bacillus sublitisnatto）是枯草芽孢杆菌的一个亚种，是我国农业部公布的 12 种可直接饲喂动物的饲料级微生物添加剂之一[11]。
犊牛消化酶系统发育不健全，出生后蛋白酶系尚未建立完全，胃蛋白酶产生较晚，对固体物质和非乳物质的消化能力弱；免疫系统功能不完善，胃及肠对细菌的抵抗力很弱，抗疾病的能力较差，外界环境不良时，易被大肠杆菌、沙门氏杆菌等病原菌侵袭，从而引起犊牛胃肠疾病，严重时甚至造成死亡。
作为可直接饲用微生物，纳豆芽孢杆菌能在肠道内生长，分泌各种酶和维生素，促进小肠黏膜细胞的增殖，促进胃肠道各种消化酶活性，并具有抑制肠道内有害菌的作用。
犊牛直接饲喂纳豆枯草芽孢杆菌对增强犊牛机体免疫和促进胃肠发育具有良好的效果。
2．2 枯草芽孢杆菌在生物农药中的应用2．2．1 枯草芽孢杆菌在动物养殖中的作用枯草芽孢杆菌在水中大量繁殖时分泌的胞外酶可分解、吸收水及底泥中的蛋白质、淀粉、脂肪等有机物，有降低水体富营养化和清除底泥的作用。
在作用过程中，有机营养一部分转化为细胞物质，大部分转化为细菌活动的能量。
在其转化过程中，氨气、氮气就从水中逸散到大气。
用这种方法，水中氨氮和硝基氮可除去 80%～90% 。