葡糖醋桿菌為周生鞭毛、可運(yùn)動(dòng)或無(wú)運(yùn)動(dòng)性的細(xì)菌種群,在乙醇、葡萄糖或醋酸鹽作為碳源時(shí)生長(zhǎng)最佳，如Ga.oboediens菌株能在含30%葡萄糖的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，并積累高濃度的葡萄糖酸，而Ga.europae-us和Ga.entanii的生長(zhǎng)需要乙酸。葡糖醋桿菌可以從乙醇、葡萄糖、果糖和甘油產(chǎn)酸，還可超氧化乙醇為CO₂和H₂O，依靠培養(yǎng)基中醋酸鹽的濃度，決定能否將乙酸鹽氧化為CO₂和H₂O。其最適生長(zhǎng)pH值為2.5~6.0。其呼吸鏈包括細(xì)胞色素C、輔酶Q和末端輔酶Q氧化酶，有一個(gè)完整的TCA循環(huán)。其DNA中G+C的含量為56%~67%，以Q10為主要的泛醌類型。葡糖醋桿菌屬不同種間的生理生化特征見(jiàn)表1。

葡糖醋桿菌在分類地位上屬于變形菌門(Pro-teobacteria)a-變形菌綱(Alphaproteobacteria)紅螺菌目(Rhodospirillales)醋酸菌科(Acetobacteraceae)。該屬是醋酸菌科中較晚出現(xiàn)的一個(gè)屬，最早是作為醋桿菌屬的一個(gè)亞屬出現(xiàn)的。1984年，Yamada等建議將可氧化乙酸鹽、泛醌類型為Q10的醋酸菌如Ace-tobacter、liquefaciens、A.xylinus等，劃人醋桿菌屬下的一個(gè)亞屬中，并命名為葡糖醋桿菌亞屬(Glucono-acetobacter)。1997年，Yamada等在進(jìn)行輔酶Q類型和16S rRNA序列分析的基礎(chǔ)上，提出應(yīng)將葡糖醋桿菌由亞屬提升為屬，并將原本歸屬于醋桿菌屬。但泛醌類型為Q10的幾個(gè)種A.liquefaciens、A.di-azotrophicus、A.europaeus、A.hansenii和A.xylinus劃歸入葡糖醋桿菌屬。隨后，Yamada等根據(jù)國(guó)際細(xì)菌命名法規(guī)(International Code of Nomenclatureof Bacteria，簡(jiǎn)稱ICNB)第64條規(guī)則，將葡糖醋桿菌屬的名稱由Gluconoacetobacter更正為Gluconaceto-bacter。

2000年，Yamada等通過(guò)對(duì)A.intermedius和A.oboediens菌株的16S rRNA序列進(jìn)行分析,將這兩個(gè)種也轉(zhuǎn)人葡糖醋桿菌屬中。2005年，Dellaglio等從蘋果汁中分離出兩株醋酸菌，通過(guò)對(duì)它們的16S rRNA、DNA-DNA雜交及生理生化特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)這兩株菌與葡糖醋桿菌屬已發(fā)表的11個(gè)種均不相同，為兩個(gè)新種，分別命名為Ga.swingsi和Ga.rhaeticus。2006年，Lisdiyanti等通過(guò)對(duì)一些醋酸菌16S rRNA、DNA-DNA雜交、DNA堿基組成及表型特征的分析，發(fā)現(xiàn)了Ga.saccharivorans和Ga.na-taicola兩個(gè)新種。2007年，Dutta等從紅茶菌中發(fā)現(xiàn)了既能產(chǎn)生纖維素、又具有固氮作用的葡糖醋桿菌屬另一新種Ga.kombuchae。至此，葡糖醋桿菌屬共包括16個(gè)種，其中模式種為Ga.liquefaciens。葡糖醋桿菌屬16個(gè)種的現(xiàn)行分類與1998年前的分類名稱見(jiàn)表2。

葡糖醋桿菌屬的部分菌株如Ga.xylinus、Ga.intermedius、Ga.swingsi、Ga.rhaeticus、Ga.nata-icola和Ga.kombuchae等能產(chǎn)生細(xì)菌纖維素，其中，Ga.xylinus是最常被用來(lái)生產(chǎn)細(xì)菌纖維素的菌株。與傳統(tǒng)由半纖維素和木質(zhì)素連接而成的植物纖維素相比，細(xì)菌纖維素具有純度高、機(jī)械力度強(qiáng)和網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)細(xì)微等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域(作為傷口愈合皮膚的替代品)、工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域(音頻設(shè)備的聲膜)有著良好的應(yīng)用前景，還可用作高品質(zhì)的紙?zhí)砑觿�、增稠劑、絕緣物質(zhì)、食品穩(wěn)定劑和可食用纖維等。目前,對(duì)細(xì)菌纖維素的形成機(jī)制、生物化學(xué),遺傳學(xué)及應(yīng)用等方面已經(jīng)展開(kāi)了較為廣泛和深人的研究。

研究表明，不同培養(yǎng)基形成的細(xì)菌纖維素形態(tài)也不相同。在靜態(tài)培養(yǎng)基中，Ga.xylinus產(chǎn)生一層厚厚的纖維素膜,覆蓋整個(gè)培養(yǎng)基表面；而在動(dòng)態(tài)的振蕩培養(yǎng)基中，則形成圓球狀的纖維素。纖維素合成酶是合成細(xì)菌纖維素的關(guān)鍵酶，以UDP-葡萄糖作為底物。Ross等對(duì)Ga.xylinus纖維素合成酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行了較為徹底的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，環(huán)二鳥(niǎo)苷酸對(duì)細(xì)菌纖維素的生物合成具有調(diào)控作用。作為一種變構(gòu)效應(yīng)劑，環(huán)二鳥(niǎo)苷酸通過(guò)激活纖維素合成酶，可使酶的反應(yīng)效率增加200倍。由葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生細(xì)菌纖維素的全過(guò)程如下:
葡萄糖→葡萄糖6-磷酸-→葡萄糖-1-磷酸→UDP-葡萄糖-纖維素
大部分Ga.xylinus和Ga.intermedius菌株，除了可產(chǎn)生水溶性的纖維素外，還能產(chǎn)生一種水溶性的名為乙酰膠(Acetan)的多聚糖。乙酰膠是一種含有葡萄糖、甘露糖、葡糖醛酸和鼠李糖(摩爾比為4:4:1:1)的雜聚物。研究表明，乙酰膠的形成，似乎對(duì)細(xì)菌纖維素纖絲的聚合程度及晶狀體球蛋白有影響。目前，乙酰膠生物合成途徑的多種基因如UDP-葡萄糖脫氫酶、GDP-甘露糖基轉(zhuǎn)移酶等已被分離測(cè)序。

葡糖醋桿菌屬的Ga.diazotrophicus,Ga.azoto-captans、Ga.johannae和Ga.kombuchae菌株都具有固氮功能。目前對(duì)葡糖醋桿菌固氮作用的相關(guān)研究主要集中在Ga.diazotrophicus上。Ga.diazotrophicus固氮作用的生物化學(xué)和遺傳學(xué)特性已得到較為徹底的研究。在硝酸鹽存在和低pH值時(shí)，Ga.diazotrophi-cus才能起到固氮作用。此外，10%的蔗糖對(duì)固氮酶的活性具有積極作用，可保護(hù)酶復(fù)合物的活性，抵制氧的抑制作用。Ureta等研究表明，F(xiàn)eSⅡ蛋白在保護(hù)固氮酶抵制氧的抑制過(guò)程中也起著重要作用。Ga.diaxotrophicus與甘蔗間的相互關(guān)系，對(duì)于研究?jī)?nèi)生植物固氮原核微生物與單子葉植物間的相互關(guān)系具有重要意義。

葡糖醋桿菌除可產(chǎn)生細(xì)菌纖維素和乙酰膠.具有固氮作用外，在其它方面也有一定的應(yīng)用價(jià)值。一些葡糖醋桿菌屬菌株如Ga.europaeus和Ga.entani可參與工業(yè)醋特別是高酸度醋的發(fā)酵。與植物固氮相關(guān)的葡糖醋桿菌屬菌株如Ga.diazotrophicus，可增加甘蔗及其它單子葉農(nóng)作物的產(chǎn)量。此外，由于Ga.diazotrophicus能在天然鹽培養(yǎng)基上極好地生長(zhǎng)，而且在酸性(pH值3.5)和高濃度葡糖酸存在的條件下，對(duì)葡萄糖具有很高的氧化率，因而可進(jìn)一步研究將其用于葡糖酸的批量生產(chǎn)。

目前，對(duì)葡糖醋桿菌的分類鑒定還較為困難，單純依靠某種單一的分類方法難以將其與醋酸菌區(qū)分開(kāi)來(lái)。本實(shí)驗(yàn)室曾從紅茶菌中分離出一株產(chǎn)纖維素的葡糖醋桿菌，其16S rRNA序列與醋桿菌屬及葡糖醋桿菌屬菌株的序列相似性均為97%，通過(guò)結(jié)合其生理生化特性，鑒定為葡糖醋桿菌屬菌株。

盡管對(duì)于葡糖醋桿菌屬水平的鑒定已經(jīng)較為容易，但對(duì)屬下種級(jí)水平的鑒定仍比較困難。如一些種類的菌株可通過(guò)它們?cè)诟邼舛却姿猁}或葡萄糖培養(yǎng)基上的不同生長(zhǎng)特性來(lái)區(qū)分，但更為準(zhǔn)確的鑒定還需16S rRNA序列分析及DNA-DNA雜交分析。以Ga.europaeus 23S rDNA為基礎(chǔ)的寡聚核苷酸探針，對(duì)于將Ga.intermedius、Ga.europaeus和Ga.xylinus分離開(kāi)來(lái)極為有效。隨著分類方法和手段的逐漸完善與發(fā)展，結(jié)合傳統(tǒng)表型鑒定特征、16S rRNA序列分析、DNA-DNA雜交和16-23S ITS區(qū)域序列分析等手段，的多相分類方法相信能對(duì)葡糖醋桿菌種水平及種水平下菌株的正確分類鑒定起到重要作用。

葡糖醋桿菌是醋酸菌科的一個(gè)重要屬，與人類關(guān)系密切，屬下部分菌株能產(chǎn)生細(xì)菌纖維素或乙酰膠，而另一些菌株則是植物固氮菌。相信隨著研究的深人，葡糖醋桿菌將更廣泛地用于多種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。