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研发新人第一课丨了解芽孢杆菌(分享自根源生物)

菌类知识 2023-5-11 15:50 1134人浏览 0人回复
原作者: 渔医考试网 收藏 分享 邀请
摘要

作为微生态企业的研发人员,入职第一课是什么?作者认为如果是应届毕业生或者跨行业的新人,入职研发后,一定是首先认识芽孢杆菌,特别是模式种枯草芽孢杆菌。芽孢杆菌怎么会有这种魅力呢? 首先,芽孢杆菌产生休眠 ...

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作为微生态企业的研发人员,入职第一课是什么?作者认为如果是应届毕业生或者跨行业的新人,入职研发后,一定是首先认识芽孢杆菌,特别是模式种枯草芽孢杆菌。芽孢杆菌怎么会有这种魅力呢?

首先,芽孢杆菌产生休眠孢子,干燥、运输、储藏过程对其影响小,产业化可行性高。

其次,芽孢杆菌进入适宜的环境,萌发后生长繁殖过程分泌多种酶类,促进环境中有机质的分解,是非常优秀的分解者,是水产养殖中水体净化的首选。

再者,芽孢杆菌易培养、易观察,分子生物学鉴定方法完善,应用种类较细化(仅次于乳酸菌),饲料添加剂目录中包含地衣、枯草、迟缓、短小、凝结、侧孢芽孢杆菌和丁酸梭菌,其他常见芽孢杆菌还有简单、蜡样、坚强、贝莱斯、解淀粉、巨大芽孢杆菌等。

下面以常见模式种枯草芽孢杆菌为代表,全方位了解一下芽孢杆菌。

1. 相关国家标准

常用检测方法可参考《GBT 26428-2010 饲用微生物制剂中枯草芽孢杆菌的检测》。

2. 菌落形态

枯草芽孢杆菌菌落表面粗糙,不透明,灰白色或微黄色,用接种环易挑起。

2.菌落形态1.jpg2.菌落形态2.jpg

3. 菌体形态
细菌杆状,单生、对生或呈链状。
3.菌体形态1.jpg3.菌体形态2.jpg
4. 芽孢形态
芽孢椭圆形,中生或近中生,芽孢囊不明显膨大。

4.芽孢形态.jpg

5. 活菌检测

国标方法关键点:培养基采用营养琼脂(NA)培养基、稀释液采用0.85%灭菌生理盐水;合适的梯度进行80℃±1℃水浴处理10min,平板涂布,37℃±1℃培养48h±2h。

根据不同菌株适应生长环境不同,其他可选择的培养基包括LB琼脂等;根据芽孢杆菌营养体的耐热情况不同,其他可选择的水浴处理温度包括75℃±1℃水浴处理20min等,此外对于芽孢成熟度≥99%的产品,为了提高检测效率,可省去水浴一步。根据不同菌株生长速度,我们经常使用的培养时间还有24h±2h。

6. 产酶检测

原理:菌株生长产酶会分解培养基对应的底物,形成透明圈,透明圈越大说明产酶能力越强,透明圈直径/菌落直径的校正圈菌比越大,表示该菌产该酶的能力越大。

5.产酶检测.png

(1) 蛋白酶

酪素培养基:干酪素10 g,酵母膏1 g,琼脂20 g,pH 7.0,用蒸馏水定容至1 L,121 ℃灭菌30 min。显色液为酸性汞试剂:HgCl215 g,浓HCl 20 mL,加蒸馏水至100 mL。注意事项:干酪素不好溶解,可加部分NaOH调成碱性,磁力加热搅拌待全溶解后再用稀盐酸调节pH至7.0。

(2) 淀粉酶

淀粉培养基:可溶性淀粉2 g,蛋白胨10 g,牛肉膏5 g,氯化钠5 g,琼脂20 g,pH 7.2,用蒸馏水定容至1 L,121 ℃灭菌30 min。显色液为卢戈氏碘液:碘片1g,碘化钾2g,蒸馏水 300ml(注:先将碘化钾溶解在少量水中,再将碘片溶解在碘化钾中,待碘全溶后,加足水分即可)。注意事项:①可溶性淀粉可先用少量凉水,搅拌后加入沸水中,会溶的比较好;②显色剂颜色消失较快,需尽快测量。

(3) 脂肪酶

脂肪培养基:蛋白胨10g、酵母粉5g、NaCl 10g、三丁酸甘油酯2mL、琼脂粉20g、水1L、pH7.5。脂肪酶解圈可直接观测,无需显色剂。

(4) 纤维素酶

纤维素培养基:羧甲基纤维素钠20g、酵母粉0.5g、磷酸氢二钠2.5g、磷酸二氢钾1.5g、蛋白胨2.5g、琼脂粉20g、水1L、pH7.2。显色液为刚果红染液:刚果红1g、水1L;洗脱液(1mol/L NaCl溶液):NaCl 58.5g、水1L。在纤维素培养基上滴加刚果红之后用1mol/L NaCl溶液冲洗酶解圈较清晰。

(5) 木聚糖酶

木聚糖培养基:木聚糖10g,蛋白胨5g,NH4NO35g,MgSO4 0.3g,NaCl 5g,K2HPO4 2g,(NH4)2SO4 1g,酵母粉 0.3g,琼脂20g,水1L,pH7.2;显色剂为DNS:参照《GBT 23874-2009 饲料添加剂木聚糖酶活力的测定》中DNS试剂配制方法。

(6) 几丁质酶

几丁质培养基:称取 10 g 几丁质,加入浓 HCl,搅拌成糊状后,放4℃冰箱溶胀,析出沉淀后倒去上清,补充纯水后放置冰箱,重复此操作直至 pH≈7.0。在上述调过pH的几丁质胶体中加入以下物质:K2HPO4 0.7 g,KH2PO4 0.3 g,MgSO4 0.5 g,Fe2(SO4)3 0.01 g,酵母粉0.5 g,琼脂20g,用纯水定容至1 L,调pH至7.0;注意事项:几丁质胶体制备时间较长,需提前1周准备;几丁质酶解圈可直接观测。

7. 分子生物学鉴定

一般采用16S rDNA区段对芽孢杆菌进行菌种鉴定,gyrB基因区段对芽孢杆菌进行亚种鉴定,通过全基因组序列确定具体菌株。

7.分子生物学坚定1.png
“S2”与相关种的16S rDNA序列系统发育树
7.分子生物学坚定2.png
“S2”与相关种的gyrB基因序列系统发育树

上标的“T”表示模式菌株。与以NCBI数据库为基源的专业数据库(2020.05.25)进行序列比对。

图文丨梁晶晶

编辑丨孟凡奎
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