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埃希菌属的生物学特性主要体现在其形态、染色、培养特性、生化反应以及抗原结构上。首先,埃希菌属的形态特征为革兰阴性短杆菌,大小通常在(1.0~3.0)μm×(0.4~0.7)μm之间,大多数细菌具有周鞭毛,能自由运动。此外,它们还具有菌毛、荚膜及微荚膜等特殊结构。
在培养特性方面,埃希菌属为兼性厌氧菌,营养需求相对较低,在普通营养肉汤中能形成浑浊生长。在普通营养琼脂上,它们会形成灰白色的光滑型菌落。在血琼脂平板上,一些菌株会产生溶血环。在伊红美蓝琼脂上,由于对乳糖的发酵,菌落会呈现蓝紫色并带有金属光泽。在麦康凯和SS琼脂中,它们对胆盐有抑制作用,但耐受菌株仍能生长并形成粉红色菌落。
埃希菌属的生化反应具有特定模式。IMViC试验显示为++--(肠杆菌属多为--++),表明它们在吲哚、甲基红、V-P、枸橼酸盐试验中具有不同的反应。在克氏双糖铁琼脂(KIA)上,斜面和底层均会产生酸性产物和气体,但硫化氢产生为阴性。在动力、吲哚、尿素(MIU)培养基的生化反应中,埃希菌属表现出++-的模式。
埃希菌属的抗原结构复杂多样,由菌体抗原(O)、表面抗原(K)和鞭毛抗原(H)三种构成。目前已知的O抗原类型有171种,K抗原类型有100种,H抗原类型有56种。每个菌株的抗原类型由特殊的O、K和H抗原的代码表示,血清型别通常以O:K:H排列,例如O111:K58(B4):H2。