益生菌的分子生物學（簡體書）

益生菌是對人體、動物和植物有益的一類菌群，得到國內外科學家的高度重視。本書系統介紹益生菌在分子生物學方面的研究進展。共九章：前三章為總論，對益生菌作概要的介紹；後面六章為各論，分別對各種益生菌進行介紹，主要包括乳酸桿菌和雙歧桿菌，涉及它們的特性、生理功能、分子生物學和應用，特別著重介紹它們在分子水平上的分類和鑒定，基因組的測定和基因功能分析。本書適用於從事微生物學、微生態學、遺傳學、免疫學、臨床醫學和預防醫學的研究生等科研工作者閱讀參考。

袁靜，首都兒科研究所細菌學研究室主任，中華預防醫學會轉化醫學專業委員會常務委員，中華醫學會北京檢驗醫學分會委員，《中華預防醫學雜志》常務編委。主要從事腸道微生物蛋白質組學和基因組學的研究。完善和建立了病原細菌學分子診斷實驗室，制定了細菌性病原菌檢測標準，建立了病原菌PCR/實時熒光定量PCR檢測、LAMP快速檢測等核酸和免疫檢測平臺。以負責人主持國家自然科學基金重點項目、“中-德”國際合作項目、“十二五” “十三五”國家重大傳染病專項、國家自然基金面上項目等多項科研項目。獲得授權發明專利多項。在Cell Metabolism、JBC、Cellular Microbiology、JPR、Proteomics、CID等雜志上發表SCI論文60余篇，編寫和參編著作10余本。

系統介紹益生菌在分子生物學方面的研究進展，主要包括乳酸桿菌和雙歧桿菌，涉及它們的特性、生理功能、分子生物學和應用，特別著重介紹它們在分子水平上的分類和鑒定，基因組的測定和基因功能分析。

益生菌是對人體、動物和植物有益的一類菌群，早期主要用於制備酸奶、作為食物和飼料的添加劑，隨後被發現在醫學上起重要作用，可以用於治療嬰幼兒腹瀉、預防衰老、提高免疫功能、抑制腫瘤生長和美容護膚等，因而得到國內外科學家的高度重視。早期的工作主要是著重對菌株進行分離、鑒定和培養，研究益生菌的生理功能和制備益生菌制品的工藝。隨著科學技術的發展及分子生物學技術的興起，現今開始對益生菌進行分子生物學研究。本書的編寫目的是及時地把益生菌在分子生物學方面的研究進展介紹給讀者。
本書共九章：前三章為總論，對益生菌作概要介紹；後面六章為分論，分別對各種益生菌進行介紹，包括它們的特性、生理功能、相關分子生物學內容和應用，特別著重介紹它們的分子生物學相關內容，包括它們在分子水平上的分類和鑒定、基因組的測定和基因功能分析。在益生菌分子生物學方面的進展中，值得一提的是益生菌穿梭質粒的構建，目前已用來克隆各種治療基因、抗體基因和表達與宿主相互作用的蛋白質，用它克隆的抗原基因可用作口服活菌苗的載體，有重要的應用價值和發展前景。分論部分主要介紹雙歧桿菌和乳酸桿菌，因為它們在自然界中廣泛分布且被應用得較早，也研究得比較深入。本書適合微生物學、微生態學、遺傳學、免疫學、臨床醫學和預防醫學等領域的研究生及相關科研工作者閱讀參考。
本書由首都兒科研究所、中國人民解放軍疾病預防控制中心和中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院生物工程研究所等單位的中青年科技工作者和博士研究生撰寫。盡管他們工作在第一線，但畢竟年輕，水平有限，加上時間倉促，書中難免有疏漏之處，懇請讀者指正。

袁靜
首都兒科研究所
2023年6月

上篇 總論
第一章 益生菌概述
第一節 人體內正常菌群 001
一、宿生部位 001
二、生理功能 002
三、菌群失調 003
第二節 腸道內的益生菌 004
一、腸道內的益生菌組成 005
二、腸道益生菌的作用 006
第三節 益生菌的分離培養技術 007
一、益生菌中需氧菌分離培養法 007
二、益生菌中厭氧菌分離培養法 007
三、益生菌分離培養的注意事項 008
第四節 益生菌的鑒定技術 008
一、傳統方法 009
二、分子生物學鑒定方法 009
三、編碼和自動化鑒定系統 011
四、熒光光譜法 011
五、其他方法 011
第五節 益生菌的應用 011
一、益生菌在食品中的應用 012
二、益生菌與美容護膚 013
三、益生菌的應用展望 014
參考文獻 014

第二章 益生菌分子生物學的研究現狀
第一節 對細菌素進行的研究 018
第二節 對多糖進行的研究 020
第三節 對黏附基因的研究 023
第四節 對內源酶基因的研究 025
第五節 去除可傳遞的耐藥因子的研究 026
參考文獻 028

第三章 益生菌的黏附、定植以及腸道菌群的平衡與失調
第一節 益生菌的黏附與定植 029
一、益生菌在腸道定植的生理意義 029
二、益生菌黏附的生理特性 030
三、益生菌黏附的機制 031
四、從黏附到定植 032
第二節 腸道菌群的平衡與失調 033
一、腸道菌群的微生態平衡 033
二、影響微生態平衡的因素 033
三、微生態失調與感染 034
四、小結 041
參考文獻 042


下篇 分論
第四章 雙歧桿菌的分子生物學
第一節 雙歧桿菌概述 045
一、雙歧桿菌的形態 046
二、雙歧桿菌的特性 046
三、雙歧桿菌的生理功能及機理 047
四、雙歧桿菌的分子生物學 049
五、雙歧桿菌的應用及展望 051
六、小結 052
第二節 長雙歧桿菌 052
一、長雙歧桿菌的特性及種類 052
二、長雙歧桿菌的生理功能及機理 053
三、長雙歧桿菌的分子生物學 055
四、長雙歧桿菌的應用 058
五、小結 060
第三節 短雙歧桿菌 060
一、短雙歧桿菌的特性 061
二、短雙歧桿菌的生理功能 061
三、短雙歧桿菌的分子生物學 062
四、短雙歧桿菌的應用 064
五、小結 065
第四節 兩歧雙歧桿菌 065
一、兩歧雙歧桿菌的特性 065
二、兩歧雙歧桿菌的生理功能及機理 066
三、兩歧雙歧桿菌的分子生物學 068
四、兩歧雙歧桿菌的應用 068
五、小結 069
第五節 青春雙歧桿菌 069
一、青春雙歧桿菌的基本特性 070
二、青春雙歧桿菌在人群中的分布 070
三、青春雙歧桿菌的代謝特性 071
四、青春雙歧桿菌的分子生物學 072
五、青春雙歧桿菌的生理功能及應用 072
六、展望 075
第六節 嬰兒雙歧桿菌 076
一、嬰兒雙歧桿菌的生物學特性 076
二、嬰兒雙歧桿菌的生理功能和機理 077
三、嬰兒雙歧桿菌的分子生物學 079
四、嬰兒雙歧桿菌的應用 079
五、小結與展望 082
參考文獻 082

第五章 乳酸桿菌的分子生物學
第一節 嗜酸乳桿菌 096
一、嗜酸乳桿菌的特性 096
二、嗜酸乳桿菌的生理功能及機理 097
三、嗜酸乳桿菌的分子生物學 099
四、應用與展望 101
五、小結 102
第二節 鼠李糖乳桿菌 102
一、鼠李糖乳桿菌的生物學特性 103
二、鼠李糖乳桿菌的生理功能及機理 103
三、鼠李糖乳桿菌的分子生物學 105
四、應用 108
五、小結 108
第三節 羅伊氏乳桿菌 109
一、羅伊氏乳桿菌的特性 109
二、羅伊氏乳桿菌的生理功能及作用機理 110
三、羅伊氏乳桿菌的分子生物學 114
四、應用與展望 125
五、小結 126
第四節 保加利亞乳桿菌 126
一、保加利亞乳桿菌的特性 127
二、保加利亞乳桿菌的生理功能和機理 128
三、保加利亞乳桿菌的分子生物學 130
四、保加利亞乳桿菌的生物工程菌株的應用 132
五、小結與展望 132
第五節 幹酪乳桿菌 133
一、幹酪乳桿菌的特性 133
二、幹酪乳桿菌的生理功能及機理 134
三、幹酪乳桿菌的分子生物學 136
四、幹酪乳桿菌的應用 142
五、小結 143
第六節 發酵乳桿菌 144
一、發酵乳桿菌的生物學特性 144
二、發酵乳桿菌的生理功能 144
三、發酵乳桿菌的分子生物學 145
四、發酵乳桿菌的應用 146
五、小結與展望 147
第七節 乳酸乳球菌 147
一、乳酸乳球菌的特性 147
二、乳酸乳球菌的生理功能及機理 148
三、乳酸乳球菌的分子生物學 150
四、應用與展望 151
五、小結 154
參考文獻 155

第六章 鏈球菌
第一節 乳酸鏈球菌 177
一、乳酸鏈球菌的特性 177
二、乳酸鏈球菌的生理功能及機理 177
三、乳酸鏈球菌的分子生物學 178
四、應用與展望 179
五、小結 180
第二節 嗜熱鏈球菌 180
一、嗜熱鏈球菌的特性 180
二、嗜熱鏈球菌的生理功能及機理 181
三、嗜熱鏈球菌的分子生物學 182
四、應用與展望 185
五、小結 186
參考文獻 186

第七章 芽孢桿菌及酵母菌
第一節 丁酸梭狀芽孢桿菌 191
一、丁酸梭狀芽孢桿菌的特性 191
二、丁酸梭狀芽孢桿菌的生理功能及機理 191
三、丁酸梭狀芽孢桿菌的應用 193
四、展望 193
第二節 枯草芽孢桿菌 194
一、枯草芽孢桿菌的特性 194
二、枯草芽孢桿菌的生理功能 194
三、枯草芽孢桿菌的分子生物學 196
四、展望 198
第三節 地衣芽孢桿菌 198
一、地衣芽孢桿菌的特性 199
二、地衣芽孢桿菌的生理功能及作用機理 199
三、地衣芽孢桿菌的分子生物學 200
四、結語與展望 201
第四節 布拉氏酵母菌的分子生物學 201
一、布拉氏酵母菌的特性 201
二、布拉氏酵母菌的生理功能及機理 202
三、布拉氏酵母菌的分子生物學 203
四、應用與展望 205
五、小結 208
參考文獻 208

第八章 益生元的研究進展
第一節 引言 216
一、益生元定義的研究進展 216
二、益生元定義修訂的原因 217
三、益生元的功能 218
四、益生元的種類 219
五、益生元與益生菌的相互關係 219
第二節 益生元的功能研究 220
一、益生元可以促進有益菌群的生長 220
二、益生元可以促進腸道菌群產生短鏈脂肪酸 235
三、益生元的代謝產物——短鏈脂肪酸對腸道的益生作用 241
四、益生元的相關臨床研究 249
五、本章小結 260
參考文獻 260

第九章 益生菌的應用
第一節 益生菌作為食品級的添加劑 268
一、強化乳制品 269
二、基於乳清（蛋白質）的益生菌產品 271
第二節 益生菌作為藥物 271
一、腹瀉病 272
二、炎症性腸病 274
三、腸易激綜合征 275
四、變態反應性疾病 275
五、動脈粥樣硬化 276
六、細菌性陰道病與外陰陰道念珠菌病 277
七、結直腸癌 277
八、重症疾病 278
九、非酒精性脂肪性肝病 279
十、放射性腸炎 280
第三節 益生菌作為表達宿主 280
一、表達抗原 280
二、表達治療基因 282
三、表達抗體 282
四、表達促進與宿主相互作用的蛋白質 283
五、本章小結 284
參考文獻 285