鼠疫杆菌为短小的革兰氏阴性球杆菌，新分离株以美兰或姬姆萨染色，显示两端浓染，有荚膜（或称封套）。在病灶标本中及初代培养时，呈卵圆形。在液体培养基中生长呈短链排列。需氧及兼性厌氧菌，最适温度为27-28℃，初次分离需在培养基中加入动物血液，亚硫酸钠等以促进生长，在血平板上，28℃培养48小时后，长成不透明的，中央隆起，不溶血，边缘呈花边样菌落，这种菌落形态为本菌的特征。在液体培养基中24小时孵育逐渐形成絮状沉淀，48小时在液表面形成薄菌膜，从菌膜向管底生长出垂状菌丝，呈钟乳石状。
鼠疫杆菌对外界抵抗力较强，在寒冷、潮湿的条件下不易死亡，在-30℃仍能存活，于5-10℃条件下尚能生存。可耐日光直射1-4小时，在干燥咯痰和蚤粪中存活数周，在冻尸中能存活4-5个月，但对一般消毒剂、杀菌剂的抵抗力不强。对链霉素、卡那霉素及四环素敏感。
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