恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)
物种名:恶臭假单胞菌
拉丁学名:Pseudomonas putida
分类学地位:细菌界Bacteria;假单胞菌门Pseudomonadota;
γ-变形菌纲Gammaproteobacteria;假单胞菌目Pseudomonadales;
假单胞菌科Pseudomonadaceae;假单胞菌属Pseudomonas
恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida, P. putida)是假单胞菌属荧光假单胞菌组的常见菌种,因培养过程中产生典型的“霉臭味”而得名。该菌广泛存在于自然环境中,是土壤、水体中的优势微生物之一,具有强大的有机物降解能力,常用于环境污染物的生物修复。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
恶臭假单胞菌分离株CGMCC3830在LB平板上菌落呈乳白色、黄色、凸起、光滑、湿润,在King’s B琼脂上产生荧光;菌体为革兰氏阴性杆菌,宽0.8–1 µm、长1.5–2 µm,具极生鞭毛,过氧化氢酶和精氨酸双水解酶阳性,淀粉水解、硝酸盐还原和明胶液化阴性[1]。

图1 恶臭假单胞菌在各种平板上的培养结果
A:营养琼脂[2],B:紫外灯照射下营养琼脂[3],C:血平板[4]
1.1.2形态学特征
恶臭假单胞菌在LB培养基上呈杆状,大小约1.8-2.3×0.8-0.9 µm;在含草甘膦的MS1无机培养基中培养4天后,菌体由杆状变为圆形,长度缩短至1.0-1.5 µm、宽度增加至1.0-1.2 µm。透射电镜观察显示,该菌在草甘膦胁迫下可产生胞质膜囊泡,并大量积累聚羟基脂肪酸酯(PHA)内含物,在培养后期还可形成纤维状荚膜,显示出独特的底物依赖性超微结构变化[5]。

图2 恶臭假单胞菌显微照片
A:革兰氏染色照片[4],B:透射电镜照片[6]
1.1.3生化特征
恶臭假单胞菌为革兰氏阴性短杆菌,具有运动性,氧化酶反应和硝酸盐还原反应阳性,VP反应和甲基红反应阴性,不产生吲哚和H₂S,精氨酸双水解阳性,赖氨酸脱羧酶、鸟氨酸脱羧酶和苯丙氨酸脱氨酶均为阴性。在碳源利用方面,可利用葡萄糖、麦芽糖、蔗糖和柠檬酸盐,不能利用甘露醇、木糖、阿拉伯糖、半乳糖和尿素[7]。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1分布与传播
恶臭假单胞菌广泛存在于环境中,尤其是温带含氧土壤和水体中,是一种人兽共患条件致病菌,可感染水生动物、禽类及人类。本研究从广西某规模化鸡场78日龄脚软病黄羽肉鸡的跖趾关节腔中分离出恶臭假单胞菌,提示其也可感染禽类并导致腿部疾病,且在养殖环境中具有传播潜力,临床易与沙门菌混淆,应引起重视[8]。
1.2.2致病性
致病性恶臭假单胞菌属于条件致病菌,其感染多为外源性感染,内源性感染极罕见。临床常见感染类型包括皮肤软组织感染(如烧伤创面感染、蜂窝织炎),表现为创面红肿、渗液、伴有特殊霉臭味;尿路感染(多与留置导尿管相关),表现为尿频、尿急、尿液浑浊;肺部感染(多见于呼吸机相关肺炎),表现为发热、咳嗽、咳黄绿色脓痰;少数情况下可引发败血症,出现高热、休克,病死率约10%-15%[9]。
1.3检测方法
(1)分子生物学检测与定量PCR(qPCR)方法
在水环境监测(如废水处理厂)或复杂临床样本中,为了快速且特异性地鉴定并定量恶臭假单胞菌,实时荧光定量PCR(qPCR)是最为精准的方法。
临床及系统发育鉴定靶点:常以高度保守的RNA聚合酶β亚基基因(rpoB)或16S rRNA基因为扩增靶标。
环境水质监测及降解菌株特异性靶点(以靶向todC1基因的qPCR为例):在环境水体修复监测中,常靶向恶臭假单胞菌特有的、负责芳香烃降解的甲苯双加氧酶大亚基基因(todC1)进行定量分析[10]。
正向引物(Forward Primer):5′-GATCTGGTTGGCGTAGGG-3′
反向引物(Reverse Primer):5′-ACGTATTCGTCCAGCGCG-3′
检测原理:采用SYBR Green Ⅰ荧光染料法,提取水样、污泥或临床样本的总DNA后进行恒温扩增。通过标准曲线和循环阈值(Ct值),不仅能在2小时内特异性识别出恶臭假单胞菌,还能精确计算出水环境样本中的致病菌或工程降解菌的绝对拷贝浓度[10]。
(2)新型快速检测技术
环介导等温扩增反应(LAMP)法、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术、生物传感器技术等。其中MALDI-TOF MS技术通过分析细菌蛋白质图谱,可在数分钟内准确鉴定恶臭假单胞菌,准确率达97%以上,已成为临床微生物鉴定的首选方法;LAMP法针对rpoB基因设计引物,恒温(65℃)条件下35分钟即可完成扩增,结果可通过肉眼观察颜色由粉色变为黄色,适合基层医疗机构及现场环境检测。
1.4典型案例
2017年8月,中国四川省西昌市某养殖场养殖的长薄鳅暴发疫情,患病鱼表现为体表溃烂、鳍条出血、食欲不振及游动缓慢等临床症状。病原检测采用细菌分离培养、生理生化鉴定、16S rRNA和gyrB基因序列分析及系统发育树构建等方法,结果显示分离菌株BMH170820被鉴定为恶臭假单胞菌,其16S rRNA和gyrB基因序列与P. putida的同源性最高。药敏试验表明,该菌株对新霉素、庆大霉素、氧氟沙星、强力霉素等抗生素敏感,对氨苄西林、阿莫西林、氟苯尼考、头孢氨苄等耐药。人工感染试验显示,感染长薄鳅的死亡率随菌液浓度的升高而增加,最高可达85%[11]。
1.5防治对策
对养殖鱼类而言,药物治疗可选用土霉素、磺胺类药物等抗菌药物拌饵或经水体给予,用于治疗细菌性感染;同时,可定期使用高锰酸钾等消毒剂对养殖水体进行处理,并通过改善环境条件、建立严格的卫生/管理措施等进行综合防控[12]。对感染者采取隔离治疗措施,局部感染患者需清创引流,使用外用或口服敏感抗生素;全身性感染患者需静脉使用强效抗生素,疗程不少于2周,患者的分泌物、排泄物需经消毒处理后排放,防止环境污染。
参考文献
[1] 朱小燕, 龚劲松, 李恒, 等. 产芳香腈水解酶的恶臭假单胞菌Pseudomonas putida CGMCC3830的筛选、鉴定及发酵优化. 生物工程学报, 2014, 30: 412-424.
[2] Semantic Scholar. https://www.semanticscholar.org/paper/ISOLATION-AND-CLONING-OF-METHIONINASE-GENE-OF-Ebenezer-Rao/5ad6fbcce61ee6421d27fd40652988db87cdd707.
[3] Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Pseudomonas_putida.
[4] Microbe Canvas. https://microbe-canvas.com/Bacteria/gram-negative-rods/obligate-aerobic-3/oxidase-positive-2/colistin-susceptible-4/pseudomonas-putida.html.
[5] Esikova T Z, Anokhina T O, Suzina N E, et al. Characterization of a New Pseudomonas putida Strain Ch2, a Degrader of Toxic Anthropogenic Compounds Epsilon-Caprolactam and Glyphosate. Microorganisms, 2023, 11: 650.
[6] Mafla-Endara PM, Meklesh V, Beech JP et al. Exposure to polystyrene nanoplastics reduces bacterial and fungal biomass in microfabricated soil models. Science of the Total Environment, 2023, 904: 166503.
[7] 赵晓伟, 许瀚之, 黄华 等. 大菱鲆源恶臭假单胞菌的分离鉴定及全基因组分析. 水产科学, 2025, 44: 465-475.
[8] 杨斌, 徐仕忠, 韦丁贤, 等. 1株疑似沙门菌的鸡源恶臭假单胞菌的分离鉴定及药敏试验. 中国兽医学报, 2019, 39: 872-877.
[9] 郑晓霞, 吴敏, 周立平. 恶臭假单胞菌致烧伤创面感染的临床特征及防治策略. 中国感染控制杂志, 2020, 19: 432-436.
[10] Kaczmarek M, Fiedurek J, Gromada A. Detection of Pseudomonas putida capable of toluene degradation by real-time PCR. Journal of Applied Microbiology, 2011, 111: 364-371.
[11] 白明焕, 耿毅, 邓龙君, 等. 长薄鳅恶臭假单胞菌的分离鉴定及其感染的病理损伤. 浙江农业学报, 2019, 31: 207-215.
[12] U.S.Fish and Wildlife Service. Fish Hatchery Management. University Press of the Pacific, 1982.
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