氮單胞菌屬屬於好氧或兼性厭氧非發酵革蘭氏陰性杆菌。
細胞直徑2.0μm,長度不同,形狀由杆狀、橢圓到類球狀。單個成對或成堆出現,常有多形態。革蘭氏染色通常為陰性,有時可變。不形成芽抱和胞囊。以周生鞭毛或極生鞭毛運動。好氧,但能在低氧壓下生長。幾乎所有菌株產生水溶性或熒光色素。化能異養菌。能利用糖、醇和有機酸和鹽類生長。固氮,通常非共生固氮;每消耗1g碳水化合物(通常葡萄糖)至少可固氮10mg。鋁為固氮作用的必需因子。不解酪素,但能利用氨鹽和一些氨基酸作為氮源。接觸酶陽性。固氮的最適 pH 接近中性,但有些菌株能在pH4.6-4.8時固氮。出現在土壤和水中。該屬有3個種,它們的鑒別特征列千表4-10。相近屬的鑒別見表4-8。
模式種:敏捷氮單胞菌(Azomonasagilis)。
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