葡糖醋桿菌為周生鞭毛、可運(yùn)動(dòng)或無運(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)生長最佳，如Ga.oboediens菌株能在含30%葡萄糖的培養(yǎng)基上生長，并積累高濃度的葡萄糖酸，而Ga.europae-us和Ga.entanii的生長需要乙酸。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)國際細(xì)菌命名法規(guī)(International Code of Nomenclatureof Bacteria，簡稱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等通過對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，通過對它們的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等通過對一些醋酸菌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)二鳥苷酸對細(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)二鳥苷酸通過激活纖維素合成酶，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程中也起著重要作用。Ga.diaxotrophicus與甘蔗間的相互關(guān)系，對于研究內(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，而且在酸性(pH值3.5)和高濃度葡糖酸存在的條件下，對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)分開來。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%，通過結(jié)合其生理生化特性，鑒定為葡糖醋桿菌屬菌株。

盡管對于葡糖醋桿菌屬水平的鑒定已經(jīng)較為容易，但對屬下種級水平的鑒定仍比較困難。如一些種類的菌株可通過它們在高濃度醋酸鹽或葡萄糖培養(yǎng)基上的不同生長特性來區(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，對于將Ga.intermedius、Ga.europaeus和Ga.xylinus分離開來極為有效。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。