一、背景
雙歧桿菌（Bifidobacterium）是天然存在于結(jié)腸中的優(yōu)勢(shì)菌群，是最早定植于人體腸道的一類微生物，在調(diào)節(jié)腸道 菌群平衡和促進(jìn)腸道正常發(fā)育等方面具有重要作用。雙歧桿菌是現(xiàn)在正被逐漸開發(fā)利用的一種腸道有益菌，是具有各種形態(tài)的桿菌。雙歧桿菌屬有 28 種，其中常見和常用的菌種有：嬰兒雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌、青春雙歧桿菌和短雙歧桿菌。
短雙歧桿菌經(jīng)革氏染色呈陽性，而耐酸，不形成芽袍，無運(yùn)動(dòng)性，美藍(lán)染色菌體著色不規(guī)則，厭氧，最適生長(zhǎng)pH值為6.5 -7.0，最適生長(zhǎng)溫度為37 ℃-4 1℃。短雙歧桿菌分離于嬰兒糞便、牛奶、陰道環(huán)境中。它具有緩解季節(jié)性過敏性鼻炎和間歇性哮喘，改變脂肪代謝，免疫調(diào)節(jié)，抑制致病菌等多種益生功能。細(xì)菌基因組是細(xì)菌所有基因的總和，涵蓋了該菌株全部的遺傳信息。通過對(duì)細(xì)菌基因組測(cè)序和分析，從分子水平上揭示細(xì)菌生理及代謝機(jī)制，挖掘重要性狀的功能基因，從而加速優(yōu)良菌株的選育和改近，高效利用雙歧桿菌提供依據(jù)。
二、短雙歧桿菌基因組概況
隨著第一株短雙歧桿菌 UCC2003 全基因組測(cè)序的完成，通過從基因組和基因突變分析分析，揭示了該菌的黏 附定植因子“tad2003”與黏附作用有關(guān)。從此以后，越來越多的短雙歧桿菌菌株基因組測(cè)序完成并提交至美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心（NCBI：National Center for Biotechnology Information）。截至 2017 年 3 月，已經(jīng)完成的短雙歧桿菌菌株有 11 株，基因組片段 37 株。已完成全基因組測(cè)序的短雙歧桿菌基因組概況，見表：
從表可以看出，已經(jīng)完成全基因組測(cè)序的 11 株短雙歧桿菌中：基因組大小在 2.2～2.4Mb 之間，GC 含量為 58%～59%，基因數(shù)目從 1875 到 2150，基因數(shù)目最多的為短雙歧桿菌 LMC520，最少的為短雙歧桿菌12L。而編碼蛋白數(shù)目從 1690 到 1715。
在短雙歧桿菌 UCC2003 基因組中含有三個(gè)蛋白組成的編碼菌毛的基因 簇（Bbr_0113-0115，Bbr_0365-0366，Bbr_1887-1889），被命名為 a type IVb tight adherence（tad）locus 與黏附作用有關(guān)，在其它的短雙歧菌株中，也含有類似的編碼基因，如短雙歧桿菌 S27 菌株中的 BS27_0127-29 和 BS27_0354-55 基因，短雙歧桿菌 689b 菌株中的 B689b_0101-0103 和 B689b_0357-0358 基因。
測(cè)序的全基因組菌株中含有核糖、蔗糖、植物衍生的多糖、纖維糊精等利用復(fù)雜碳水化合物的基因。同時(shí)在所有的短雙歧桿菌基因中都含有宿主來源的單糖或多糖酶類，特別是粘蛋白和母乳寡糖。例如短雙歧桿菌 UCC2003 基因組中參與唾液酸代謝的編碼基因（Bbr_0160-73 and Bbr_1247），利用巖藻糖（Bbr_1740-42）和聚糖（Bbr_1141-50）的基因。短雙歧桿菌都能發(fā)酵幾乎所有的單糖如葡萄糖、乳糖、乳果糖、麥芽糖、棉子糖，不同的菌株發(fā)酵的能力不同。
三、應(yīng)用
1. 雙歧桿菌對(duì)人體的作用
1）刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)：雙歧桿菌具有免疫刺激作用，可以通過刺激全身免疫器官的發(fā)育，使其發(fā)揮免疫監(jiān)視功能雙歧桿菌還可以促進(jìn)各種細(xì)胞因子和抗體的產(chǎn)生，提高巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的功能活性，從而達(dá)到殺死腫瘤細(xì)胞和抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用。
有報(bào)道稱雙歧桿菌對(duì)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的、一和一活性顯著增強(qiáng)，表明雙歧桿菌能刺激機(jī)體全身和局部的免疫功能。宋文剛等的試驗(yàn)結(jié)果表明，雙歧桿菌能激活巨噬細(xì)胞，可增強(qiáng)巨噬細(xì)胞、一及產(chǎn)生的水平及吞噬能力，以上實(shí)驗(yàn)證據(jù)充分說明雙歧桿菌具有提高機(jī)體免疫力的作用。
2）影響腸道內(nèi)細(xì)菌的生化代謝，減少腸道內(nèi)致癌物作用：人類生活的環(huán)境中存在著多種有致癌作用的前體物質(zhì)，例如食品中添加的保護(hù)劑、防腐劑，烤肉中的多環(huán)化合物等經(jīng)過結(jié)腸中腐生菌的酶代謝，會(huì)產(chǎn)生對(duì)有毒性作用的物質(zhì)，引起豁膜上皮細(xì)胞損傷，從而啟動(dòng)癌性轉(zhuǎn)化。
定植于人體內(nèi)的雙歧桿菌可以阻止其他病原微生物的定植與入侵，同時(shí)可以酸化腸道，促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，從而減少致癌物與腸道上皮細(xì)胞的接觸，并抑制豁膜上皮的再生，減弱腸道細(xì)菌產(chǎn)生的和結(jié)腸癌有關(guān)的偶氮還原酶、葡萄糖普酶以及硝基還原酶的活性，從而抑制腸道腫瘤發(fā)生和發(fā)展?？梢?，雙歧桿菌在腸道生態(tài)安全上起保護(hù)作用，降低了癌癥的發(fā)生幾率。
3）誘導(dǎo)抗癌物質(zhì)形成和表達(dá)：是哺乳類動(dòng)物體內(nèi)具有廣泛生物學(xué)活性的效應(yīng)分子和信息分子，能介導(dǎo)活化的巨噬細(xì)胞抑制和殺傷多種病原微生物及腫瘤細(xì)胞，同時(shí)還能誘導(dǎo)谷肽甘肽琉基轉(zhuǎn)移酶基因的高效表達(dá)，阻斷外來致癌物的親核攻擊。
目前，有很多證據(jù)可以證明雙歧桿菌可以通過誘導(dǎo)的產(chǎn)生，從而預(yù)防腫瘤的發(fā)生。例如，大量研究資料表明，雙歧桿菌不僅能提高機(jī)體內(nèi)巨噬細(xì)胞、細(xì)胞、細(xì)胞、細(xì)胞、細(xì)胞的活性，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞細(xì)胞因子的表達(dá)，而且能促進(jìn)一氧化氮困的合成。可見，雙歧桿菌誘導(dǎo)抗癌物的形成和表達(dá)也是雙歧桿菌抗腫瘤的一個(gè)重要組成部分。
2. 在食品中的應(yīng)用
當(dāng)前世界各國(guó)都開始把雙歧桿菌應(yīng)用于食品中，在日本雙歧桿菌已被用于發(fā) 酵乳、乳酸菌飲料、牛乳、乳飲料、乳粉、糕點(diǎn)和保健食品中，而美國(guó)、西歐、加拿大、瑞士把此菌應(yīng)用于酸奶、干酪、液體乳、發(fā)酵奶油中。在我國(guó)雙歧桿菌常被應(yīng)用于乳制品中，如在牛乳、奶粉中加此菌，最常見的為乳酸菌飲料。
我國(guó)學(xué)者在應(yīng)用雙歧桿菌方面也已有了新的研究與開發(fā)，如用雙歧桿菌發(fā)酵黑米酸乳，這是植物性食品、動(dòng)物食品和微生物食品三者有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，具有重要的 食用價(jià)值；在豆奶粉中加入雙歧桿菌，能更增加其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
四、增殖培養(yǎng)
短雙歧桿菌優(yōu)化的增殖培養(yǎng)基配方是：酵母膏0.9 %，胰蛋白胨0.6 %，大顯蛋白胨0.6 %，葡萄糖0.6 %，雙歧因子0.2 %，生長(zhǎng)因子10 % 。此優(yōu)化增殖培養(yǎng)基培養(yǎng)短雙歧桿菌，發(fā)酵最適終比時(shí)間約為18h，此時(shí)的活菌數(shù)高達(dá) l.5 x l010 cfu/ml。
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