发光细菌的介绍
发光细菌 luminescent bacteria.luminousbacteria，进行生物发光的细菌。多数为海生，与发光浮游生物同能引起海面发光。此外，在空气中，死鱼及水产加工食品的表面于暗处也会发光，这种发光现象导致海生菌的第二次生长繁殖。用加有3%NaCl，1%甘油的普通肉汁蛋白胨培养基可以培养。发光菌形态虽多种多样，但生理特性却非常相似。一般对明胶不产生液化，分解蛋白质后不形成毒物，常寄生在各种动物体上引起“发光病”，即寄生发光。这些细菌通常经由寄主的卵传递给后代寄主。有些发光鱼类和乌贼是和发光细菌共生而利用了细菌的发光。明亮发光杆菌（Photobacterium phosphoreum）可在牛马的死尸和肉中繁殖；它侵入人体则会产生发光尿。这些细菌一般好低温，最适温度约为18℃，37℃以上则不发光。发光现象是酶促氧化反应，必需FM－NH2，O2长链饱和醛，虫荧光素酶等。一般认为FMNH2就是荧光素。发光细菌有一百几十种，除上述几种外，典型的还有鱼无色杆菌（Achromobac-ter fisheri）、磷光弧菌（Vibrio phosphoresce－ns）、发光杆菌（Bacillus photogenus）等。细菌发光的生物学意义与动物发光不同，还不十分清楚。根据具有可以抑制氯高铁血红素呼吸浓度的一氧化碳或氰化物，而不能抑制其氧化过程这点来看，可以把它看作是不参与细胞色素系统的呼吸形式称为发光呼吸。发光细菌发出青白色光，如鱼无色杆菌所发出的光，最大波长为490纳米。目前国内常用的3种发光细菌为：明亮发光杆菌、费氏弧菌、青海弧菌。其中以明亮发光杆菌在 GB/T15441-1995 水质 急性毒性的测定 发光细菌法中所使用；费氏弧菌在欧盟的标准中所使用；青海弧菌是在青海湖的鱼体内提取的菌种，属淡水菌，在测试饮用水时有较大优势，并已申请冻干粉制作专利：ZL 97106203.X该检测方法在5.12汶川地震灾区有了较大规模的应用，快速、便捷、综合评价等优点得到了充分发挥，受到了卫生、环保、疾控部门的重视，国家也将其列入应急监测项目。能够提供此类设备的公司有北京滨松光子技术股份有限公司（国产技术）、美国SDI公司、以色列checklight公司等，详细信息在其各自网站会有公布。《发光细菌与环境毒性检测》一书由朱文杰、郑天凌、李伟民三位老师完成的作品，内容主要介绍了发光细菌的发现及应用领域等信息，着重介绍了青海弧菌的发展过程，大家感兴趣的话可以进行查阅！
发光细菌的具体应用
基因工程发光细菌是指通过基因工程技术将lux系统导入其他非发光宿主细胞后，形成一类能够发光的细菌。利用基因工程发光细菌可以快速测定化学物质及环境污染物的毒性，确定生物的存活能力，快速确定环境污染的程度以及进行环境质量的评价。还可以利用基因工程发光细菌进行细菌在土壤和水体中分布的研究等。lux 基因作为报告基因，用其构建基因工程微生物，通过对光线的检测可以对微生物在环境中的生长、分布、活性等进行实时在线监测。如利用发光酶基因标记的荧光假单胞菌检测在小麦根圈的定植动态；跟踪棉花根圈中的绿针假单胞菌；用发光酶基因标记巨大芽孢杆菌，获得稳定发光的标记菌株，用于研究其在小麦根际的定殖动态和散布规律等。某些细菌长期生活在含有某种化学物质的环境中，细菌基因组中含有对该物质具有特异性的诱导基因和降解基因，或具有对该物质的抗性基因。将这些基因与lux基因融合构成重组体，在特异的化学物质存在时产生诱导作用，启动诱导基因并导致lux基因表达，而由重组体的发光与否就可得知某化学物质是否存在。研究者们利用细菌对汞的抗性是依赖于Hg 与merR（汞抗性基因的调节基因）基因产物的结合和表达激活的原理，构建了由merR基因和luxAB基因融合的质粒载体，建立了发光强度与汞含量的关系。该系统灵敏度高而且专一性很强，用这种方法可检测出环境中纳克级的汞。因此，利用这种物质依赖性的基因工程发光细菌在这种特异性物质的存在条件下高水平的表达出生物发光，且发光强度与该物质的剂量呈正相关的特点，可以检测环境中该物质的存在量。已经构建了汞、砷、苯、萘等物质依赖性的基因工程发光菌，用于环境中此类物质的检测。发光细菌经过各种理化方法诱变处理后失去发光的能力，成为暗变异株。在接触致突变物后，暗变异株可恢复一定的发光能力（通常可使暗变异株的发光强度增加1000倍左右）。利用暗变异株恢复发光的现象，可对各种遗传毒物进行筛选、检测。此法与其他微生物学方法（如Ames试验）相比有灵敏、简便、快速、无需严格无菌操作等特点。已开发了“Mutatox”的检测系统，这是继发光细菌急性毒性检测的“microtox”之后推出的又一项发光细菌检测技术。另外，将lux系统导人某种噬菌体的DNA中，利用噬菌体与其宿主菌之间严格的特异性，可以检测宿主菌的分布、数量以及活性，灵敏度高而且速度很快，为环境微生物检测提供了一种灵敏有效的方法。
海洋中的发光细菌具独特的生理特性，可作为环境监测的指标生物．I．（1）使用______法（答二种），可在固
Ⅰ（1）在固体培养基上获得单菌落的接种方法是平板划线法、稀释涂布平板法．（2）细菌在基因工程中有重要应用如提供工具酶、提供目的基因、提供目的基因的载体、作为受体细胞、提供用于发酵的工程菌等．Ⅱ（1）由题意可知本题实验的目的是对海水重金属污染程度进行生物毒性监测，细菌代谢正常时，发光强度稳定；当重金属影响到其代谢时，发光会受到抑制．①分析表格数据可知，1号试管是对照实验，实验设置应遵循单因子变量的原则，所以应加入：3%NaCl溶液、海水样品、发光菌悬液分别为4.99、0、0.01mL．②各试管静置15min后，利用荧光分光光度计测定各试管发光强度．（2）计算相对抑光率的计算公式是（对照组发光强度-实验组发光强度）/对照组发光强度×100%．（3）①注意标出原点、纵轴、横轴的含义．②应选表格数据可知，混合液中海水浓度不同抑光率不同，海水浓度越大抑光率越大，表明海水样品已受到金属污染．故大案应为：I（1）平板划线法、稀释涂布平板法（2）提供工具酶、提供目的基因、提供目的基因的载体、作为受体细胞、提供用于发酵的工程菌（答对其中一项即可）．II（1）①4.99、0、0.01 ②利用荧光分光光度计测定各试管发光强度（2）（对照组发光强度-实验组发光强度）/对照组发光强度×100%（3）①如图②受到重金属污染
