背景及概述[1][2]
乳酸桿菌是一類能利用可發(fā)酵糖類產(chǎn)生大量乳酸的細菌的通稱。這類細菌在自然界分布廣泛，可寄居于人和各種動物的腸道及其它器官內。在土壤、植物根部和許多人類食品、動物飼料，還有自然界的湖泊和河水、污泥以及一些臨床樣品中都發(fā)現(xiàn)有乳酸桿菌的存在。乳酸桿菌在與人類生活密切相關的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥等重要領域有很高應用價值。相當多的乳酸桿菌對人、畜健康起著有益的作用。
乳酸桿菌主要包括23個屬，其中與分類密切相關的有革蘭陽性兼性厭氧球菌中的乳球菌屬(Lactococcus)，革蘭陽性無芽胞桿菌中的乳酸桿菌屬(Lactobacillus)以及不規(guī)則的專性厭氧菌中的雙歧桿菌(Bifidobacterium)。自從1976年Chassy首次發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌屬質粒以來，人們陸續(xù)從植物、肉、臘腸、發(fā)酵劑、胃腸道和菌株中分離出各種不同的質粒。
菌種特性[1]
乳酸桿菌的許多種類中均發(fā)現(xiàn)有質粒的存在。最早在1976年由Chassy及其同事發(fā)現(xiàn)。分離得到的質粒菌株來源于植物、肉類、青儲飼料，發(fā)酵生面及消化道。研究中發(fā)現(xiàn)，很多種類的乳酸桿菌均具有1個或多個質粒譜。WangTT等研究發(fā)現(xiàn)約有38％的乳酸桿菌中含有大小不等的質粒，約在112～150kb之間。且數(shù)量各異，1個或多個。小的質粒同其他革蘭陽性菌的線型質粒具有高度的相似性。
一些乳酸桿菌質粒復制子宿主范圍廣泛，因而可在其他種類的革蘭陽性菌及大腸桿菌中發(fā)揮作用。但大多數(shù)乳酸桿菌質粒均為隱蔽型。但有些質粒編碼功能已經(jīng)明確，并已應用于乳酸桿菌的鑒定、定型、載體構建及修飾中。不同的研究者得到的質粒檢測結果也不同。造成這個差異的關鍵在于不同的質粒提取方法。同時菌種來源不同也是一個方面。而Ruiz2Barba等在35株分離自橄欖的乳酸桿菌中均發(fā)現(xiàn)有不同大小的質粒存在。其中許多質粒的分子量較以前發(fā)現(xiàn)的要大得多。而分離自雞、小鼠腸道內的乳酸桿菌株，質粒陽性菌株卻較少。質粒也極少在保加利亞乳酸桿菌中發(fā)現(xiàn)。
由于乳酸桿菌廣泛的工業(yè)用途和在醫(yī)學上的重要意義，對乳酸桿菌分子遺傳學研究成為焦點，特別是利用基因工程技術，以乳酸桿菌為載體攜帶外源基因(如抗原、酶、小肽分子等)到人和動物體內直接產(chǎn)生外源蛋白質。乳酸桿菌的遺傳操作的先決條件是建立方便和可靠的轉化方法。目前乳酸桿菌的轉化方法有原生質體轉化法和電擊轉化法。原生質體轉化法最早出現(xiàn)，但具有繁瑣、耗時和不穩(wěn)定的缺點而被摒棄，乳酸桿菌的電擊轉化法取代了原生質體轉化法，但是仍然不十分完善，尤其是重復性不好，轉化率低。
應用[3]
乳酸桿菌在農(nóng)業(yè)、食品領域具有重大的經(jīng)濟意義以及對動物和人體健康公認的重要性，越來越引起人們的關注。幾個世紀以來，乳酸桿菌作為重要的益生菌已廣泛地應用于食品及飲料加工業(yè)，其生物學特性為棒狀，厭氧或微需氧，屬非致病菌。以乳酸桿菌作為發(fā)酵菌的食品工業(yè)所創(chuàng)造出的經(jīng)濟價值占全球總的發(fā)酵類食品地20％。同時乳酸桿菌也被廣泛用于腸、肉類食品的加工和保鮮。
乳酸桿菌通過重建腸道菌群平衡，從而有利于人類及某些動物宿主恢復并提高健康狀態(tài)。對于其發(fā)揮作用的機制現(xiàn)已研究得較為明確，主要有以下幾個方面：①控制腸道感染；②增加某些食物的營養(yǎng)價值；③控制血清膽固醇水平；④改善乳糖代謝；⑤誘導體內特異性及非特異性免疫；⑥抗腫瘤活性。有關它的選種、生物學特性、代謝、生理、遺傳等方面的研究，以及以改造這些菌株特性為目的的研究近年來逐漸增加。通過在大腸桿菌中克隆和表達DNA片段，再借助轉化，將外源性DNA導入乳酸桿菌中，使之穩(wěn)定地在乳酸桿菌中復制和表達。目前，幾乎所有的乳酸桿菌中都可以進行轉化。
最近研究方法已經(jīng)發(fā)展到將基因插入到染色體特定部位，使基因有目的地突變。乳酸桿菌具有十分重要的生理作用及經(jīng)濟價值，因此近幾十年來已廣泛開展了對其定性、篩選、代謝、生理學及基因方面的研究，尤其是應用基因工程手段已將研究由原來的重點定性分類階段轉移到穩(wěn)定轉化及改善乳酸桿菌生物學性狀的重點上來。
主要參考資料
[1] 唐雨蕊, 倪學勤, & 曾東. (2008). 乳酸桿菌對黃曲霉生長抑制的研究. 中國畜牧獸醫(yī)學會動物微生態(tài)學分會全國學術研討會暨飼料和動物源食品安全戰(zhàn)略論壇.
[2] 馬西藝, 樂國偉, 施用暉, 王建峰, & 王衛(wèi)鵬. (2003). 乳酸桿菌肽聚糖的分離鑒定及其免疫活性. 食品與生物技術學報, 22(6), 50-54.
[3] 文姝, 劉欣, 袁杰利, 滿洪升, 于靜, & 汪劍萍等. (2004). 乳酸桿菌、雙歧桿菌代謝產(chǎn)物的氣相色譜分析. 中國微生態(tài)學雜志, 16(4), 221-221.