微生物培养技术研究进展

微生物在自然界中分布广、种类多、资源丰富,绝大多数在现有条件下还不能被培养。了解微生物新的培养技术,提高微生物可培养性具有重要意义。文章就微生物不易培养的主要原因及改进微生物培养条件、设计开发新型微生物培养技术等方面进行了综述,旨在为微生物资源的开发利用提供借鉴。     

环境微生物培养新技术的研究进展

遍布于地球上各种生境中的微生物具有丰富的物种多样性.迄今为止,能够在实验室条件下培养的微生物仅仅是其中的一小部分,微生物物种的绝大多数还都难以在现有培养技术和条件下进行繁殖和生长.人们把那些尚未在实验室获得培养生长的微生物称之为未培养微生物(Uncultured microorganisms).本文概述了一些制约微生物培养生长的影响因素,重点介绍了近年来出现的一些新颖独特的环境微生物培养技术和方法,包括稀释培养法、高通量培养技术、模拟自然环境的扩散盒技术、土壤基质膜装置、细胞微囊包埋技术等.此外,本文还总结了通过改善微生物培养条件、设计开发新型的微生物培养基等方面取得的令人瞩目的进展.这些新颖培养技术和培养方法的出现,显著提高了微生物的可培养性,发现和鉴定了许多新的微生物物种,极大地丰富了可培养微生物的多样性和微生物资源,并为深入研究和开发微生物奠定了良好的资源研究基础.     

海洋环境中难培养微生物的寡营养培养

海洋中存在着丰富的微生物资源, 但迄今为止能够在实验室培养的微生物却不到1%, 而且能够通过培养得到的环境优势种更少, 这成为当代环境微生物学研究和海洋资源开发的最大障碍。过去十多年来, 通过不断改进培养方法和检测手段, 发明了许多新颖独特的技术, 提高了培养效率。特别是通过海洋微生物的寡营养培养技术, 分离并命名了一些难培养微生物, 给予人们极大的启发。海洋微生物资源的可持续性开发和利用, 是21世纪人类发展的重要方向, 是我们研究海洋微观世界的基础, 值得微生物学界同仁的共同关注。     

自然界中难分离培养微生物的分离和应用

采用在分离培养基中添加自然来源的抽提液,或加入一些特殊化合物,使其中处于Viable but non-culturable（VBNC）状态的微生物恢复其生长繁殖能力,从而得到分离。实验结果发现甜菜碱、丙酮酸钠、SOD以及过氧化氢酶可使分离到的微生物种类及菌落总数明显增加。还采用固液结合的方法来分离那些在普通平板培养基上不能形成肉眼可见菌落的那些微小菌落的微生物。采用这几种方法从4份土壤样品中共分离得到52株放线菌,103株细菌,17株真菌。对其中的放线菌和真菌进行了生物活性的测定,得到多株具有抗菌活性的微生物,经过多次复筛的平均阳性率为4.325％,略高于用常规方法分离得到的微生物。因此证明有效的分离方法将为今后微生物药物的筛选和药用微生物菌种的保藏提供更丰富的来源。     

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。     

微生物絮凝剂的菌种培养及絮凝活性研究

从活性污泥中分离出具有絮凝活性的菌种作为微生物絮凝剂,通过将其对高岭土悬浊液进行絮凝活性测定,得出了适于该菌产絮凝剂的最佳培养基为：以浓度为1．5％的葡萄糖作为碳源,以NH4Q0．06％ 酵母膏0．04％相组合为氮源,以浓度0．3％的KH2PO4作为无机营养物质,其它培养条件pH值为7～8,温度为30℃,摇床转速为180r／min。并将培养好的菌液用于多种废水净化,试验结果表明：其絮凝率与去除率均达90％以上,具有较好的净化效果。     

提高微生物可培养性的方法和措施

目前自然界中只有极少部分微生物能够得到培养,严重阻碍了对微生物生命活动规律的研究和微生物资源的开发。改进传统培养方法,采用新型培养技术,提高微生物可培养性,大量培养自然界中存在的微生物,从而更全面、准确地了解微生物细胞的生命规律、获悉微生物群落中各种微生物之间的动态相互作用和相互协调的规律,对环境微生物工艺进行准确地设计、精细地调控和高效地利用。简要介绍了微生物不可培养的原因,系统总结了有关提高微生物可培养性方法的最新研究进展,提出研究中存在的问题,并阐述了模拟自然环境条件、强调微生物相互关系是提高微生物可培养性的关键。     

微生物絮凝剂产生菌的筛选及其培养条件优化

从广西大学食用菌废弃料中分离出7株絮凝剂产生菌,以发酵液对高岭土悬浮液絮凝效果为指标衡量其絮凝活性及产絮凝剂能力,经过初筛与复筛,筛选到一株絮凝剂高产菌F00,初步确定属曲霉属(Aspergillus),并对其产生絮凝剂的条件进行优化.     

肠道微生物培养的研究进展及应用

肠道中栖居着组成复杂、功能多样的微生物群,这些微生物群在宿主免疫、营养吸收、代谢调节等方面发挥着重要作用。随着测序技术的快速发展,肠道微生物研究通过16S rRNA基因测序和宏基因组测序产生了大量的数据,其中许多未组装的序列成为微生物“暗物质”。近年来,不少研究利用多种不同微生物分离培养方法,结合高通量鉴定技术,从人、小鼠、猪肠道中分离了大量的微生物,丰富了菌株资源,为解析微生物“暗物质”以及后续肠道微生物功能和应用研究提供了基础和保障。尽管微生物的可培养性受到多种因素的影响,大部分微生物尚处于“未培养”的状态,但无论是病因研究还是生理和遗传特征的解析都离不开微生物实体资源的获取。肠道微生物的分离培养对微生物研究从关联分析向菌群功能验证、因果机制解析和功能菌株开发的深入研究具有重要意义。本文旨在探讨和综述影响微生物可培养性的因素,总结回顾肠道微生物的培养方法并阐述肠道微生物培养研究的进展,以期为肠道微生物培养研究提供新的视角。     

活的但不可培养的微生物

Colwell实验室在1982年提出活的但不可培养微生物的概念,他们发现将霍乱弧菌和大肠埃希菌(简称大肠杆菌)转到不含营养物质的盐水中,经长时间的低温保存,细菌会进入一种数量不减、有代谢活力、但在正常实验室培养条件下不能生长产生菌落的状态,称为活的但不可培养(viable but nonculturable,VBNC)状态[1].     

胡萝卜素产生菌粘红酵母ZR—5的培养优化条件研究

本报道胡萝卜素产生菌粘红酵母ＺＲ－５的培养优化条件。结果表明培养基组分、糖浓度、通气量、培养时间、培养基起台Ｐ值等对该菌细菌生物量和胡萝卜素含量均有影响。在确定的优化条件下,细胞生物量为２７．７ｍｇ干重／ｍｌ培养基;胡萝卜素含量为３７５μｇ／ｇ干重细胞。     

微生物絮凝剂产生菌的筛选及培养条件的优化

目的:从好氧活性污泥、土壤和河泥中分离筛选具有较高活性的絮凝剂产生菌,并优化其培养条件;方法:通过常规分离获得目的菌株,运用单因素法考察培养时间、培养温度、发酵液初始pH值及摇床转速对菌株絮凝活性的影响;结果:得到了絮凝活性较高的菌株,经过优化得出,其最佳培养时间和温度分别为48h和30℃,发酵液最佳初始pH值为7.0,最佳摇床转速为120r/min,在最佳培养条件下,RF-32对高岭土悬浊液絮凝率为84.32%。结论:从活性污泥中可筛选出较高活性的絮凝剂产生菌,研究发现,菌株的絮凝活性与其生长量呈同步增长趋势,并在一段时间后达到一稳定值。培养时间、培养温度、发酵液初始pH值及摇床转速均能通过一定的作用因素对菌株生长情况产生影响,进而影响其絮凝活性。     

自然界中难分离培养微生物的分离和应用*

采用在分离培养基中添加自然来源的抽提液,或加入一些特殊化合物,使其中处于Viable but non-culturable(VBNC)状态的微生物恢复其生长繁殖能力,从而得到分离。实验结果发现甜菜碱、丙酮酸钠、SOD以及过氧化氢酶可使分离到的微生物种类及菌落总数明显增加。还采用固液结合的方法来分离那些在普通平板培养基上不能形成肉眼可见菌落的那些微小菌落的微生物。采用这几种方法从4份土壤样品中共分离得到52株放线菌,103株细菌,17株真菌。对其中的放线菌和真菌进行了生物活性的测定,得到多株具有抗菌活性的微     

垃圾微生物除臭剂的筛选、复配及其培养条件的优化

为了获取作为除臭微生物制剂的候选菌株,从垃圾渗滤液中分离筛选了4株具有对硫化氢和氨气高效降解菌株,分别标记为CC3、CC7、CC13和CC16。通过形态、生理生化和16S rDNA序列分析,分别鉴定为乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici）、巨大芽胞杆菌（Bacillus megaterium）、嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）、粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）,并确定复配菌剂的除臭能力。实验结果表明：菌株CC7、CC13和CC16组成的复配组合除臭效率最优,其最佳复配比例为1:1.5:0.5,接种量为5%,培养温度为30 ℃,初始培养基pH值为6.5,培养时间为60 h时,对氨气和硫化氢的去除率为最大值,可达到83.56%和70.25%。     

"微生物的实验室培养"一节的教学设计

在生物新课标上对于选修1的专题2“微生物的培养与应用”中的课题1“微生物的实验室培养”有下列要求：具体内容标准为“进行微生物的分离和培养”,活动建议是“用大肠杆菌为材料进行平面培养,分离菌落”。为此笔者在教学中给学生提供了实验条件,并指导10个班的学生设计并进行了实验,取得了     

环境微生物不依赖于培养的基因组学研究及应用

微生物在生物圈中分布广泛,并且在地球物质循环中占有重要地位,但是约99﹪的微生物目前还不能通过传统的培养方法得到纯培养物（即未培养微生物）,给这些未培养微生物的研究带来很大的困难。随着分子生物学的快速发展及其在微生物研究中的广泛运用,促进了以环境中未培养微生物为研究对象的新兴学科--环境基因组学的产生和发展。在不进行相关微生物培养分离的情况下,通过从环境样品中直接提取获得所有微小生物的全部遗传物质,并构建环境基因组文库;进一步利用功能基因组学研究策略,从文库中寻找编码产生新的有生物活性产物的基因;通过对系统发育相关锚定位点基因序列分析,从而确定特定生态环境体系中未培养微生物的种类结构组成及进化地位,并最终重建该体系中微生物群体的基本物质循环模式。此外,环境基因组学也可以在对未培养微生物生理生化特性深入了解的基础上,建立发展合适的培养体系,最终获得某些特定微生物的纯培养物。本文对环境基因组的构建及相关分析研究策略的进展进行了综述;同时介绍了其在微生物分类及生态学研究的应用。     

微生物絮凝剂产生菌的筛选、鉴定及其培养条件的优化研究

采用常规细菌分离方法从土壤中筛选出一株高效絮凝剂产生菌,编号为B6。经过形态学特征、生理生化反应及16S rDNA序列(GenBank accession No.DQ115363)同源性比较鉴定该菌株为恶臭假单胞菌,命名为Pseudomonas putidaB6。对其培养基进行研究,确定其最佳的碳源和氮源,并通过正交试验确定其最佳的培养基成分配比(ρ/gL^-1)为葡萄糖15、果糖3、KH₂PO₄1.0、K₂HPO₄3.0、MgSO₄0.1、NH₄NO₃0.8、(NH₄)₂SO₄1.5、酵母汁0.2、NaCl0.1。同时对其培养条件进行研究,确定最佳的培养基初始pH值为8.0、培养温度为30℃、摇床速度为160r/min,以及产絮凝剂的周期变化过程。用高岭土悬浮液对其絮凝条件进行研究,确定培养液最佳的絮凝条件。     

“99%难培养”微生物的概念与初步评价：以固氮菌为例

【目的】以固氮菌为例,厘清"99%难培养"的概念,定量评价土壤中可培养固氮菌的比例。【方法】直接提取土壤中所有微生物DNA,同时,利用传统微生物富集技术获得固体和液体培养基第一代和第二代菌体及其DNA,高通量测序nifH和16S rRNA基因,通过系统发育分类方法,明确固氮菌富集物的物种组成及可培养比例。【结果】文献分析表明,"99%难培养"并未有严格的定量实验证据,是"平板计数异常"的同义词,即采用显微计数法的微生物数量远高于平板计数法。针对典型旱作潮土中的固氮菌,微生物属水平的nifH基因分析发现,可培养固氮菌占比为(22.4±4.5)%–(28.4±6.3)%,而16SrRNA的结果为(31.6±3.4)%–(41.4±13)%。nifH基因分析发现土壤中固氮菌共67属,其中39属可在固体和液体培养形成菌落,但仅有4属得到显著富集,固体培养基富集了Proteobacteria门Azotobacter属,相对丰度高达(98.2±0.94)%;而液体培养基极显著富集了Firmicutes门的Paenibacillus和Clostridium属,相对丰度高达(76.7±3.9)%和(2...     

食品微生物检验中菌落总数测定的注意事项

1菌落总数及测定菌落是指细菌在固体培养基上生长繁殖而形成的能被肉眼识别的生长物,它是由数以万计相同的细菌集合而成。当样品被稀释到一定程度,与培养基混合,在一定培养条件下,每个能够生长繁殖的细菌细胞都可以在平板上形成一个可见的菌落。菌落总数就是指食品检样经过处理     

开发未可培养微生物技术的研究进展

细菌的"活的非可培养状态"(VBNC, viable but nonculturable)发现于20世纪80年代,处于此状态的细菌不但丧失了在培养基上生长繁殖的能力,而且具有与原菌相似的致病性,成为可以逃避检测的"隐性"传染源,对周围的环境及人类安全构成潜在威胁.作为公认的未可培养微生物,它一直是预防医学、流行病学、微生物生态学以及公共卫生检验检疫方面研究的热点问题之一.现代分子生物学技术和基因组学的深入研究,为开发环境中的未可培养微生物提供了新的研究方法和机遇.其中遗传指纹图谱技术、宏基因组技术显示出一定的优势,同时,随着各种细菌的非可培养状态的实验室模型已日臻成熟,这为开发和利用未可培养微生物资源提供了新的研究思路.