培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用

1、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用培養(yǎng)基種類繁多，根據(jù)其成份、物理狀態(tài)和用途可將培養(yǎng)基分成多種類型。1. 按成份不同劃分(1) 天然培養(yǎng)基(complexmedium)這類培養(yǎng)基主要以化學(xué)成分還不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物組成，牛肉膏蛋白月東培養(yǎng)基和麥芽汁培養(yǎng)基就屬于此類。基因克隆技術(shù)中常用的LB(Luria-Bertani)培養(yǎng)基也是一種復(fù)合培養(yǎng)基，其組成見(jiàn)表4-10。常用的天然有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括牛肉浸膏、蛋白月東、酵母浸膏(表4-11)、豆芽汁、玉米粉、土壤浸液、熬皮、牛奶、血清、稻草浸汁、羽毛浸汁、胡羅卜汁、椰子汁等，嗜糞微生物(coprophilousmicroorganisms)可以利用糞水作為

2、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。復(fù)合培養(yǎng)根本錢較低，除在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用外，也適于用來(lái)進(jìn)行工業(yè)上大規(guī)模的微生物發(fā)酵生產(chǎn)。(2) 合成培養(yǎng)基(syntheticmedium)合成培養(yǎng)基是由化學(xué)成份完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，也稱化學(xué)限定培養(yǎng)基(chemicallydefinedmedium),高氏1號(hào)培養(yǎng)基和查氏培養(yǎng)基就屬于此種類型。配制合成培養(yǎng)基時(shí)重復(fù)性強(qiáng)，但與天然培養(yǎng)基相比其本錢較高，微生物在其中生長(zhǎng)速度較慢,一般適于在實(shí)驗(yàn)室用來(lái)進(jìn)行有關(guān)微生物營(yíng)養(yǎng)需求、代謝、分類鑒定、生物量測(cè)定、菌種選育及遺傳分析等方面的研究工作。2. 根據(jù)物理狀態(tài)劃分根據(jù)培養(yǎng)基中凝固劑的有無(wú)及含量的多少，可將培養(yǎng)基劃分為固體培養(yǎng)基、半固體培

3、養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基三種類型。(1) 固體培養(yǎng)基(solidmedium)在液體培養(yǎng)基中參加一定量凝固劑即為固體培養(yǎng)基。理想的凝固劑應(yīng)具備以下條件:1.不被所培養(yǎng)的微生物分解利用；2,在微生物生長(zhǎng)的溫度范圍內(nèi)保持固體狀態(tài)。在培養(yǎng)嗜熱細(xì)菌時(shí)，由于高溫容易引起培養(yǎng)基液化，通常在培養(yǎng)基中適當(dāng)增加凝固劑來(lái)解決這一問(wèn)題；3.凝固劑凝固點(diǎn)溫度不能太低，否那么將不利于微生物的生長(zhǎng)；4.凝固劑對(duì)所培養(yǎng)的微生物無(wú)毒害作用；5.凝固劑在滅菌過(guò)程中不會(huì)被破壞；6.透明度好，粘著力強(qiáng)；7.配制方便且價(jià)格低廉。常用的凝固劑有瓊脂(agar)、明膠(gelatin)和硅膠(silicagel)。表4-12列出瓊脂和明膠的一些

4、主要特征。對(duì)絕大多數(shù)微生物而言，瓊脂是最理想的凝固劑，瓊脂是由藻類(海產(chǎn)石花菜)中提取的一種高度分支的復(fù)雜多糖；明膠是由膠原蛋白制備得到的產(chǎn)物，是最早用來(lái)作為凝固劑的物質(zhì)，但由于其凝固點(diǎn)太低，而且某些細(xì)菌和許多真菌產(chǎn)生的非特異性胞外蛋白酶以及梭菌產(chǎn)生的特異性膠原酶都能液化明膠，目前已較少作為凝固劑；硅膠是由無(wú)機(jī)的硅酸鈉(Na2SiO3)及硅酸鉀(K2SiO3)被鹽酸及硫酸中和時(shí)凝聚而成的膠體，它不含有機(jī)物，適合配制別離與培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基。除在液體培養(yǎng)基中參加凝固劑制備的固體培養(yǎng)基外，一些由天然固體基質(zhì)制成的培養(yǎng)基也屬于固體培養(yǎng)基。例如，由馬鈴薯塊、胡羅卜條、小米、基皮及米糠等制成固體狀

5、態(tài)的培養(yǎng)基就屬于此類。如生產(chǎn)酒的酒曲，生產(chǎn)食用菌的棉子殼培養(yǎng)基。在實(shí)驗(yàn)室中，固體培養(yǎng)基一般是參加平皿或試管中，制成培養(yǎng)微生物的平板或斜面。固體培養(yǎng)基為微生物提供一個(gè)營(yíng)養(yǎng)外表，單個(gè)微生物細(xì)胞在這個(gè)營(yíng)養(yǎng)外表進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，可以形成單個(gè)菌落。固體培養(yǎng)基常用來(lái)進(jìn)行微生物的別離、鑒定、活菌計(jì)數(shù)及菌種保藏等。(2) 半固體培養(yǎng)基(semisolidmedium)半固體培養(yǎng)基中凝固劑的含量比固體培養(yǎng)基少，培養(yǎng)基中瓊脂量一般為0.20.7%。半固體培養(yǎng)基常用來(lái)觀察微生物的運(yùn)動(dòng)特征、分類鑒定及噬菌體效價(jià)滴定等。(3) 液體培養(yǎng)基(liquidmedium)液體培養(yǎng)基中未加任何凝固劑。在用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)微生物時(shí)，通

6、過(guò)振蕩或攪拌可以增加培養(yǎng)基的通氣量，同時(shí)使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)分布均勻。液體培養(yǎng)基常用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)以及在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物的根底理論和應(yīng)用方面的研究。3. 按用途劃分根底培養(yǎng)基(minimummedium)盡管不同微生物的營(yíng)養(yǎng)需求各不相同，但大多數(shù)微生物所需的根本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是相同的。根底培養(yǎng)基是含有一般微生物生長(zhǎng)繁殖所需的根本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基。牛肉膏蛋白月東培養(yǎng)基是最常用的根底培養(yǎng)基。根底培養(yǎng)基也可以作為一些特殊培養(yǎng)基的根底成份，再根據(jù)某種微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)需求，在根底培養(yǎng)基中參加所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。(1) 加富培養(yǎng)基(enrichmentmedium)加富培養(yǎng)基也稱營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基，即在根底培養(yǎng)基中參加某些特殊營(yíng)養(yǎng)物

7、質(zhì)制成的一類營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基，這些特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括血液、血清、酵母浸膏、動(dòng)植物組織液等。加富培養(yǎng)基一般用來(lái)培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求比擬苛刻的異養(yǎng)型微生物，如培養(yǎng)百日咳博德氏菌(Bordetellapertussis)需要含有血液的加富培養(yǎng)基。加富培養(yǎng)基還可以用來(lái)富集和別離某種微生物，這是因?yàn)榧痈慌囵B(yǎng)基含有某種微生物所需的特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，該種微生物在這種培養(yǎng)基中較其他微生物生長(zhǎng)速度快，并逐漸富集而占優(yōu)勢(shì)，逐步淘汰其他微生物，從而容易到達(dá)別離該種微生物的目的。從某種意義上講，加富培養(yǎng)基類似選擇培養(yǎng)基，兩者區(qū)別在于，加富培養(yǎng)基是用來(lái)增加所要?jiǎng)e離的微生物的數(shù)量，使其形成生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，從而別離到該種微生物；選擇培養(yǎng)基那么

8、一般是抑制不需要的微生物的生長(zhǎng)，使所需要的微生物增殖，從而到達(dá)別離所需微生物的目的。(2) 鑒別培養(yǎng)基(differentialmedium)鑒別培養(yǎng)基是用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基。在培養(yǎng)基中參加某種特殊化學(xué)物質(zhì)，某種微生物在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)后能產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物，而這種代謝產(chǎn)物可以與培養(yǎng)基中的特殊化學(xué)物質(zhì)發(fā)生特定的化學(xué)反響，產(chǎn)生明顯的特征性變化，根據(jù)這種特征性變化，可將該種微生物與其他微生物區(qū)分開(kāi)來(lái)。鑒別培養(yǎng)基主要用于微生物的快速分類鑒定，以及別離和篩選產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物的微生物菌種。常用的一些鑒別培養(yǎng)基見(jiàn)表4-13。表4-13一些鑒別培養(yǎng)基培養(yǎng)基名稱參加化學(xué)物質(zhì)微生物代謝產(chǎn)物培養(yǎng)基特征性變化主

9、要用途酪素培養(yǎng)基酪素胞外蛋白酶蛋白水解圈鑒別產(chǎn)蛋白酶菌株明膠培養(yǎng)基明膠胞外蛋白酶明膠液化鑒別產(chǎn)蛋白酶菌株油月日拍喬基食用油、土溫、中性紅指示劑胞外脂肪酶由淡紅色變成深紅色鑒別產(chǎn)脂肪酶菌株淀粉拍喬基可溶性淀粉胞外淀粉酶淀粉水解圈鑒別產(chǎn)淀粉酶菌株H2S試驗(yàn)培醋酸鉛H2S產(chǎn)生黑色沉淀鑒別產(chǎn)H2S菌株糖發(fā)酵培養(yǎng)*漠甲酚紫孚L酸、醋酸、丙酸等由紫色變成黃色鑒別腸道細(xì)菌遠(yuǎn)滕氏培養(yǎng)堿性復(fù)紅、業(yè)硫酸鈉酸、乙醛帶金屬光澤深紅色弁落鑒別水中大腸菌群伊紅美藍(lán)培伊紅、美藍(lán)酸帶金屬光澤深紫色弁落鑒別水中大腸菌群選擇培養(yǎng)基(selectivemedium)選擇培養(yǎng)基是用來(lái)將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中別離出來(lái)的培

10、養(yǎng)基。根據(jù)不同種類微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)需求或?qū)δ撤N化學(xué)物質(zhì)的敏感性不同，在培養(yǎng)基中參加相應(yīng)的特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)，抑制不需要的微生物的生長(zhǎng)，有利于所需微生物的生長(zhǎng)。一種類型選擇培養(yǎng)基是依據(jù)某些微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)需求設(shè)計(jì)的，例如，利用以纖維素或石蠟油作為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，可以從混雜的微生物群體中別離出能分解纖維素或石蠟油的微生物；利用以蛋白質(zhì)作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基，可以別離產(chǎn)胞外蛋白酶的微生物；缺乏氮源的選擇培養(yǎng)基可用來(lái)別離固氮微生物。另一類選擇培養(yǎng)基是在培養(yǎng)基中參加某種化學(xué)物質(zhì)，這種化學(xué)物質(zhì)沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)作用，對(duì)所需別離的微生物無(wú)害，但可以抑制或殺死其他微生物，例如，在培養(yǎng)基中參加數(shù)滴10哪可以抑

11、制細(xì)菌和霉菌的生長(zhǎng)，從而由混雜的微生物群體中別離出放線菌；在培養(yǎng)基中參加亞硫酸州，可以抑制革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌和絕大多數(shù)革蘭氏陰性細(xì)菌的生長(zhǎng)，而革蘭氏陰性的傷寒沙門(mén)氏菌(Salmonellatyphi)可以在這種培養(yǎng)基上生長(zhǎng)在培養(yǎng)基中參加染料亮綠(brilliantgreen)或結(jié)晶紫(crystalviolet)，可以抑制革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的生長(zhǎng)，從而到達(dá)別離革蘭氏陰性細(xì)菌的目的；在培養(yǎng)基中參加青霉素、四環(huán)素或鏈霉素，可以抑制細(xì)菌和放線菌生長(zhǎng)，而將酵母菌和霉菌別離出來(lái)?，F(xiàn)代基因克隆技術(shù)中也常用選擇培養(yǎng)基，在篩選含有重組質(zhì)粒的基因工程菌株過(guò)程中，利用質(zhì)粒上具有的對(duì)某種(些)抗生素的抗性選擇標(biāo)記，在培養(yǎng)基

12、中參加相應(yīng)抗生素，就能比擬方便地淘汰非重組菌株，以減少篩選目標(biāo)菌株的工作量。在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)需要配制既有選擇作用又有鑒別作用的培養(yǎng)基。例如，當(dāng)要?jiǎng)e離金黃色葡萄球菌時(shí)，在培養(yǎng)基中參加7.5%NaCl、甘露糖醇和酸堿指示劑，金黃色葡萄球菌可耐高濃度NaCl，且能利用甘露糖醇產(chǎn)酸。因此，能在上述培養(yǎng)基生長(zhǎng)，而且菌落周圍培養(yǎng)基顏色發(fā)生變化，那么該菌落有可能是金黃色葡萄球菌，再通過(guò)進(jìn)一步鑒定加以確定。(3) 其它除上述四種主要類型外，培養(yǎng)基按用途劃分還有很多種，比方：分析培養(yǎng)基(assaymedium)常用來(lái)分析某些化學(xué)物質(zhì)(抗生素、維生素)的濃度，還可用來(lái)分析微生物的營(yíng)養(yǎng)需求；復(fù)原性培養(yǎng)基(reducedmedium)專門(mén)用來(lái)培養(yǎng)厭氧型微生物；組織培養(yǎng)物培養(yǎng)基(tissue-culturemidium)含有動(dòng)、植物細(xì)胞，用來(lái)培養(yǎng)病毒、衣原體(chl