未培养微生物研究策略概述

基于未培养微生物数量巨大、种类繁多、基因资源丰富等特点。扼要介绍了未培养微生物的纯培养分离策略和分子生物学研究方法。随着新型培养策略如原位仿生境培养、限制性培养、单细胞微操作等的出现,使未培养微生物的纯培养成为可能。同时由于宏基因组学和高通量DNA测序等现代分子生物学方法技术的逐渐成熟,使来源于未培养微生物的新基因和新活性物质的分离筛选出现了新的机遇与挑战。     

从环境中分离培养微生物:培养基营养水平至关重要

根据目前的微生物学知识体系,利用现有的微生物培养技术仅仅能够分离和培养部分微生物,自然环境中绝大多数微生物暂不能培养。本文总结归纳了部分微生物培养技术和培养策略,包括采取生境隔离、延长培养时间以及模拟自然环境条件等方法,尤其是培养基的营养水平对可培养微生物数量及种类产生重要影响。简要总结了寡营养微生物及其生态意义,以及营养物浓度影响微生物生长的机理。提出可根据微生物的生态环境条件及细胞生理特性,设计合理的培养条件和培养方法,以及采用多种分离培养方法联合,以期最终提高环境微生物的可培养性。     

杂交瘤细胞的大量培养

杂交瘤细胞的大量培养是一项迅速发展的技术。本文评述了杂交瘤细胞培养条件和代谢调控方面的研究进展,包括反应器培养中的过程参数优化、细胞损伤和保护、营养物质利用和有害副产物的形成、细胞生长和单抗分泌的动力学以及长期培养的稳定性等问题。同时,本文也讨论了在生物反应器中培养杂交瘤细胞和操作模式和控制策略的研究工作,特别是近年来备受重视的灌注培养和补料培养。     

杂交瘤细胞的大量培养

杂交瘤细胞的大量培养是一项迅速发展的技术。本文评述了杂交瘤细胞培养条件和代谢调控方面的研究进展,包括反应器培养中的过程参数优化、细胞损伤和保护、营养物质利用和有害副产物的形成、细胞生长和单抗分泌的动力学以及长期培养的稳定性等问题。同时,本文也讨论了在生物反应器中培养杂交瘤细胞的操作模式和控制策略的研究工作,特别是近年来备受重视的灌注培养和补料培养。     

微生物可培养性低的生态学释因与对策

纯培养技术一直是微生物学研究的基石,但其单一的营养结构和生境与自然环境中微生物多样性、协同代谢等明显矛盾,从而成为部分微生物难以复苏的主要障碍。细菌共同协作的自然生存方式的崩溃、生境的极度营养变化和生态位巨变等是微生物可培养性低的主要生态学原因。非培养技术、加富培养、混合培养、稀释培养、模拟自然培养和综合方法等是主要的研究手段和策略,可在不同程度上解决微生物可培养性低的缺陷和问题。     

牛体外受精卵在两种共同培养系统中发育的研究

为了使牛体外受精卵能通过体外早期发育阻滞期,我们建立了卵丘细胞单层(A)和输卵管上皮单层(B)两种共同培养系统。A1共同培养实验是在本实验室进行的,A2和B共同培养实验均在日本岗山大学农学部动物繁殖学研究室进行,牛输卵管组织的分离使用0.76％EDTA—PBS溶液,共同培养系统均使用含10％小牛血清的TCM—199(Earle's salts)作为培养液。培养的卵泡卵母细胞体外成熟率为100％,体外受精率为99—100％。在A1共同培养实验中,越过阻滞期发育到16—细胞以上的胚胎占卵裂胚的35.7％,与A2共同培养实验中越过阻滞期的发育率(40.1％)无显著差异(P<0.05)。A1和A2共同培养实验,在卵裂基础上得到的桑椹胚和囊胚发育率分别为23.7％和27.9％。每百枚培养的卵母细胞,在A1共同培养实验中可获得桑椹胚和囊胚15.1枚,在A2共同培养实验中可获桑椹胚和囊胚的20.5枚。B共同培养实验中桑椹胚和囊胚发育率为54.1％,显著高于A1或A2共同培养实验的相应发育率(P<0.001),使用B共同培养系统每百枚培养的卵母细胞可以获得37枚桑椹胚和囊胚。     

连续流生物反应器技术在微生物培养中的应用

自然环境中99%微生物在实验室条件下仍是不能被培养的,称之为"未培养"微生物或微生物"暗物质"。对其进行研究不仅有助于认识环境中微生物代谢多样性,丰富生命之树,同时未培养微生物还蕴含着巨大的新基因和新天然产物资源。但传统培养技术的局限性阻碍了"未培养"微生物资源的开发和利用。虽然随着分子生物学技术的发展,可以直接从环境中获得未培养微生物的遗传信息,分析微生物的广泛代谢多样性,但微生物的生理特征和代谢产物等分析仍然需要建立在研究纯菌株的基础上。目前,已经有很多新颖的培养技术被研发,如原位培养技术、共培养技术和连续流生物反应器培养技术等用于挖掘未培养微生物资源。本文主要介绍了连续流生物反应器培养新技术的发展与改进,探讨了"未培养"微生物培养技术及设备的发展方向,以进一步促进"未培养"微生物资源的开发与利用。     

三维培养在肿瘤细胞生物学研究中的应用

近年来,三维培养技术逐渐成为肿瘤细胞培养领域研究的热点,其利用各种方法及材料,在体外模拟体内微环境培养细胞,使肿瘤细胞呈空间立体方式生长,表现出很多不同于传统二维培养的特点。三维培养为深入研究肿瘤的细胞生物学特性,尤其是药物敏感性这个转化医学的关键点提供了良好的平台,有望成为生物医学体外实验中,传统二维培养和动物实验中的一个桥梁。本文综述了近年来三维培养在肿瘤细胞生物学和药敏试验研究中的应用和进展。     

李组织培养研究进展(综述)

本文介绍李茎尖培养、茎段培养、胚培养、原生质体培养及叶片培养,分析其中的有关影响因子,重点阐述不同碳源和外源附加物对试管苗生长和分化的影响,并提出李组织培养的存在问题及解决途径。     

培养人胚心肌细胞的透射电镜观察

本文报告5例4个月人胚(因妇产科指征小剖腹娩出)心肌细胞在培养前胰蛋白酶消化后培养1、2、3、4和5日后的透射电镜所见。胰蛋白酶消化对心肌细胞核、肌原纤维等都有明显影响,但培养24小时基本恢复正常。培养1、2和3日的人胚心肌细胞超微结构和培养前的心肌细胞基本相似。培养4和5日的部分心肌细胞出现 Z 线变形、肌节不完全等变性变化,部分心肌细胞仍具较正常结构。用培养的人胚心肌细胞制备病理模型,宜在培养后1、2和3日内进行。     

商陆单细胞平板培养及色素高产细胞株的筛选

研究了细胞悬浮培养时间、培养方法和接种密度对商陆单细胞平板培养植板率的影响,建立了筛选色素高产细胞株的简单实用的方法。结果表明：普通单细胞平板时培养法培养商陆单细胞的植板率很低,而以悬浮培养１４－２１ｄ的单细胞为材料,接种密度为５＊１０＾３／ｍｌ时,进行条件培养和看护培养,植板率达１１．０２％。根据细胞平板培养结果,可在显微镜下直接观察单细胞克隆的颜色,筛选出商陆色素高产细胞株。     

细胞组织培养

近年来,生物技术发展迅速,已由理论研究跨入了生产实践的大门。其中植物细胞组织培养取得了令人瞩目的进展。细胞组织培养,一般指离体无菌培养的植物细胞或组织重新再生细胞或植株的技术。通常包括离体的各类组织培养、器官培养、胚胎培养、细胞培养及原生质体培养等技术。有时也指培养中的细胞和组织物。在离体培养中的细胞能产生细胞分裂、分化,保持亲本的形态、功能和特性。植物细胞还有再生完整植株的全能性。因此,细胞组织培养已成为加速繁殖含某种有用成分细胞,或快速繁殖优良品系,改良品种的一种新技术。从另一角度来说,运用细胞组织培养手段,在控制条件下,研究离体组织、器官、细胞的生长发育、生理代谢和遗传变异等生命活动现象,认识生物细胞结构和功能,改变它的遗传结构和功能。正发展成为生物技术的一个新兴科学分支。     

未培养微生物原位培养技术研究进展

近几十年来,可培养微生物被不断重复培养和筛选,从中分离结构新颖、活性显著的化合物越来越困难,而这些可培养微生物却仅占微生物总数的1%。未培养微生物是指迄今为止在实验室中还无法纯培养的微生物(占99%)。为了解决未培养微生物问题,科学家们突破了传统的培养方式建立了新型原位培养技术。文章详细介绍了未培养微生物在自然环境中的多样性及重要性、微生物不可培养的原因,重点介绍研究策略以及基于原位培养技术原理发展起来的5种未培养微生物培养分离方法,指出了未培养微生物培养技术的发展方向以进一步促进难培养微生物资源的开发与利用。     

微藻规模化培养技术研究进展及产业化概况

正首先,对目前微藻规模化生产中应用最广的光自养培养模式,按照其所用培养装置的不同,分别介绍了开放式大池和封闭式光生物反应器培养系统产业化现状及其最新研究进展。其次,对微藻另外两种培养方式异养培养和混养(兼养)培养的产业化现状、各自存在的问题进行了总结和分析。最后,对近年来出现的具有较好产业化前景的微藻培养新技术进行了简介。     

环境微生物可培养性影响因素及培养方法研究进展

目前,已知并能利用的微生物只是自然界微生物很小的缩影,过低的可培养效率使人类在认识和利用微生物上处于瓶颈阶段。现综述了微生物活的非可培养状态及其检测方法,阐述了微生物可培养性的影响因素,探讨了提高微生物可培养效率的培养策略和方法进展,以期为提高微生物的可培养性和菌种资源开发提供依据。     

培养方式对真皮组织体外构建的影响

采用静态培养和转瓶培养方式分别构建真皮组织,考察培养方式和搅拌转速对细胞在三维支架材料中增殖、代谢、分布的影响。结果表明,由转瓶培养方式构建的细胞-材料复合物,其最终细胞密度和细胞比生长速率均明显高于静态培养（14.2~27.6×106 cells/cm3 vs 10.1×106 cells/cm3和0.145~0.262 d-1 vs 0.111 d-1）,而转速达80 r/min的转瓶尤其突出;静态培养的细胞-材料复合物内部细胞稀少,且分布不均匀,转瓶培养的细胞-材料复合物在材料表面和内部细胞密度都有所提高,分布情况也得到改善,且80 r/min转瓶培养的组织其细胞密度和分布均优于10 r/min和40 r/min转瓶培养。转瓶培养在其转速达到一定强度时能明显提高细胞在支架中的增殖速率,缩短培养时间,并有效改善细胞在支架内的分布,是一种理想的培养方式。     

目前AM真菌培养特性方面研究的基本概况

从盆钵培养,双相培养和纯培养3个层次讨论了当前探索丛枝菌根（AM）真菌培养特性的研究现状,并探讨了当前培养AM真菌的动向与展望。     

大豆根瘤菌与磷细菌混合培养下的互作效应

对研究室保藏、无拮抗作用的菌种大豆根瘤菌R12和磷细菌S7进行不同的培养处理,根据生物量及解磷量的变化,探讨二者间相互作用的效应。试验共设5个处理:R12单独培养,S7单独培养,(R12+S7)混合培养,(R12+S7单独培养后的除菌上清液)混合培养,(S7+R12单独培养后的除菌上清液)混合培养,定期测定活菌数和解磷量,结果表明,R12和S7对彼此的生长有不同的促进作用,混合培养下R12为优势菌株活菌数增加明显,S7的活菌数增长幅度较小,但对S7解磷量,混合培养和加R12单独培养后的除菌上清液较S7单独培养高出23.6%和27.8%,由此推测S7单菌解磷能力有所提高。     

造血细胞体外悬浮培养和生物反应器开发

为解决造血细胞的静态培养中由浓度梯度引起的培养不稳定、环境不均一、难放大等问题,首先采用转瓶对脐血单个核细胞进行了悬浮培养研究,结果表明,悬浮培养中总细胞、集落和CD34^＋细胞的扩增都高于静态的方瓶培养。在测试了所用材料生物相容性的基础上,开发了可以控制溶氧和pH的生物反应器,并将其应用到造血细胞的批培养中,结果表明反应器的培养环境均一,可实现较高密度的培养,而且总细胞、集落和CD34^＋细胞的扩增都优于静态培养。大规模的反应器培养有利于解决临床应用中细胞数量不足的问题。     

一次性厌氧菌培养平板的制作与应用

用一次性厌氧菌培养平板,对１０属１７种６７株厌氧菌和３０份临床标本进行培养,同时用厌氧手套箱及厌氧罐作对照培养,其培养效果与厌氧手套箱一致,优于厌氧罐,且用一次性厌氧菌培养平板进行培养具有操作简便,宜于推广应用等特点。