Overview
מקור: מעבדות של ד"ר איאן פפר וד"ר צ'ארלס גרבה - אוניברסיטת אריזונה
הפגנה סופרת: לואיזה איקנר
חיידקים הם בין צורות החיים הנפוצות ביותר על פני כדור הארץ. הם נמצאים בכל מערכת אקולוגית וחיוניים לחיי היומיום. לדוגמה, חיידקים משפיעים על מה שאנשים אוכלים, שותים ונושמים, ולמעשה יש יותר תאים חיידקיים בגוף של האדם מאשר תאים יונקים. בגלל החשיבות של חיידקים, עדיף לחקור מינים מסוימים של חיידקים במעבדה. כדי לעשות זאת, חיידקים גדלים בתנאים מבוקרים בתרבות טהורה, כלומר רק סוג אחד של חיידק נמצא בחשבון. חיידקים גדלים במהירות בתרבית טהורה, ומספר התאים גדל באופן דרמטי בפרק זמן קצר. על ידי מדידת קצב הגידול באוכלוסיית התאים לאורך זמן, יש לפתח "עקומת גדילה". זה חשוב כאשר שואפים לנצל או לחסן מספרים ידועים של בידוד חיידקי, למשל כדי לשפר את צמיחת הצמח, להגדיל את ההתכלות של אורגנים רעילים, או לייצר אנטיביוטיקה או מוצרים טבעיים אחרים בקנה מידה תעשייתי.
Principles
רבייה חיידקית מתרחשת באמצעות ביקוע בינארי, שבו תא חיידקי אחד מתחלק והופך לשני תאים (איור 1). הזמן הדרוש לחלוקת התאים ידוע כזמן ייצור ממוצע, או זמן הכפלה, שהוא הזמן הדרוש להכפלת מספר התאים.
איור 1. חלוקת תאים מעריכית. כל חלוקת תאים גורמת להכפלה של מספר התא. במספרי תאים נמוכים, הגידול אינו גדול במיוחד; עם זאת, לאחר כמה דורות, מספרי התאים גדלים באופן נפיץ. לאחר n חטיבות, יש 2n תאים.
כדי להבין ולהגדיר את הצמיחה של מיקרואורגניזמים מסוימים, הם ממוקמים בקבוקון, שבו אספקת החומרים המזינים ואת התנאים הסביבתיים נשלטים. אם המדיום הנוזלי מספק את כל החומרים המזינים הדרושים לצמיחה ופרמטרים סביבתיים שתורם לצמיחה, ניתן למדוד את הגידול במספרים כפונקציה של זמן כדי להשיג עקומת צמיחה. ניתן לראות מספר שלבי צמיחה נפרדים בתוך עקומת הצמיחה (איור 2). אלה כוללים את שלב ההשהיה, שלב מעריכי או יומן רישום, השלב הנייח, ואת שלב המוות, שכל אחד מהם קשורים לשינויים פיזיולוגיים ספציפיים (טבלה 1).
| שלב | מאפיינים | ||
| שלב השהיה | צמיחה איטית או חוסר צמיחה עקב הסתגלות פיזיולוגית של תאים לתנאי תרבית או דילול של exoenzymes עקב צפיפות תאים נמוכה ראשונית. | ||
| שלב מעריכי או יומן רישום | שיעורי צמיחה אופטימליים, שבמהלכם מספרי התאים כפולים במרווחי זמן נפרדים המכונים זמן ייצור ממוצע. | ||
| שלב נייח | צמיחה (חלוקת תאים) ומוות של תאים לאזן אחד את השני וכתוצאה מכך אין עלייה נטו במספרי התאים. קצב הצמיחה המופחת נובע בדרך כלל ממחסור בחומרים מזינים ו/או הצטברות של מרכיבי פסולת רעילה. | ||
| שלב המוות | שיעור התמותה עולה על קצב הצמיחה וכתוצאה מכך אובדן נטו של תאים בני קיימא. | ||
טבלה 1. ארבעת השלבים של צמיחת חיידקים.
איור 2. עקומת גדילה טיפוסית לאוכלוסיית חיידקים. השווה את צורת העקומות בהתבסס על יחידות יוצרות מושבה (CFUs) לעומת צפיפות אופטית, במיוחד בשלב המוות. ההבדל נובע מהעובדה שתאים מתים עדיין גורמים לערימות, אך אינם יכולים ליצור מושבות ברות קיימא בתרבות.
בסך הכל, זה לעתים קרובות קריטי כדי לקבוע קינטיקה צמיחה חיידקית עבור מבודד חיידקי נתון, על מנת לדעת את מספר התאים החיידקיים הנוכחים במדיום הנוזלי. ישנן דרכים שונות למדוד צמיחה במדיום נוזלי, כולל מדידות עכורות באמצעות ספקטרופוטומטר צבעוני, ו ציפוי דילול סדרתי. מדידות עכירות מסתמכות על העובדה שכך שהתאים נמצאים יותר במדיום הנוזלי, כך הנוזל הופך להיות עכיר יותר. ציפוי דילול סדרתי כרוך בבחיטה של מספר התאים במדיום הנוזלי שיכולים ליצור מושבות קיימא על תרבות מוצקה, מדידה המכונה "יחידות יוצרות המושבה" של התרבות. עם זאת, שים לב כי בדיקות ציפוי כאלה יכולות לשמש רק עבור חיידקים כי הם, למעשה, culturable.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Procedure
1. אוסף עליקוטים של תרבות חיידקים
- יום אחד לפני איסוף נקודות זמן הצמיחה, לחסן 20 מ"ל של ציר סויה טריפטיאז (TSB) בינוני בבקבוקון 50 מ"ל עם E. coli.
- דגירה לילה ב 27 °C (5 °F). תקופת דגירה ארוכה יחסית זו גורמת לאוכלוסיית שלב נייחת מסוג בר E. coli של כ 109 CFU / mL.
- למחרת, להשתמש 100 μL של התרבות המוכנה כדי לחסן 250 מ"ל של TSB (בבקבוק 500 מ"ל). מערבבים היטב. הסר aliquot 5-mL ומקרר מיד ב 4 °C (5 °F). זוהי נקודת זמן T = 0 או T0, ועליה להכיל כ- 4 x 105 CFU/mL.
- מניחים את הבקבוקון של E. coli הנותר (245 מ"ל) באינקובטור רועד של 37 מעלות צלזיוס. הסר aliquots 5-mL של תרבות כל שעה, עד 8 שעות. יש לאחסן כל עליקוט ב-4 °C (70 °F). ייעדו את עליקוטים אלה T1 עד T8.
2. דילול סדרתי
- מוציאים עליקוטים של אי קולי מהמקרר ומניחים על קרח להובלה. שמור את כל התרבויות על קרח עד השימוש.
- הקימו סדרה של צינורות דילול כדי להשיג דילולים שונים של כל תרבות אי-קולי (איור 3). צינורות מיקרופוגה נוחים לתפקוד זה. כל צינור דילול צריך להיות 900 μL של נוזל דילול (מלוחים סטריליים). סדרת דילול נדרשת עבור כל תרבות E. coli (T0 עד T8); תווית כל צינור לפי טבלה 2.
איור 3. סכמטי המציג את ההליך ל ציפוי E. coli. - התחל דילול על ידי הוספת 100 μL של E. coli מן הצינור שכותרתו T0 (התרבות הראשונית E. coli) לצינור A, שהוא דילול 10-1 של T0. מערבולת הצינור עבור 5s.
- לאחר מכן, להוסיף 100 μL של Tube A לצינור הבא של תמיסת מלח, Tube B, שהוא דילול10 -2 של T0. המשך את סדרת הדילול הדרושה עבור aliquot נקודת זמן. זכור מערבולת כל צינור לפני ההעברה. חשוב גם להשתמש בטיפ פיפטה חדש לכל העברה.
| תרבות ה- E. coli | דילולים נדרשים וצינור # | ||||||
| A | B | C | D | E | F | G | |
| T0 | 10-1 | 10-2 | |||||
| T1 | 10-1 | 10-2 | |||||
| T2 | 10-1 | 10-2 | 10-3 | ||||
| T3 | 10-1 | 10-2 | 10-3 | 10-4 | |||
| T4 | 10-1 | 10-2 | 10-3 | 10-4 | 10-5 | ||
| T5 | 10-1 | 10-2 | 10-3 | 10-4 | 10-5 | 10-6 | |
| T6 | 10-1 | 10-2 | 10-3 | 10-4 | 10-5 | 10-6 | 10-7 |
| T7 | 10-1 | 10-2 | 10-3 | 10-4 | 10-5 | 10-6 | |
| T8 | 10-1 | 10-2 | 10-3 | 10-4 | 10-5 | 10-6 | |
טבלה 2. סדרת דילול הנדרשת עבור כל תרבות אי-קולי.
3. ציפוי
- שלושה דילולים עבור כל נקודת זמן תרבות E. coli יהיה מצופה, על פי טבלה 3. תוויות לוחיות עם נקודת הזמן (T1 עד T8), גורם הדילול ונפח ההוספה. השתמש בצלחות משולשות לכל דילול.
- הוסיפו 100 μL של כל דילול לצלחת על ידי צנרת הסכום למרכז צלחת אגר(איור 3). מיד להפיץ את aliquot על ידי שימוש במוט זכוכית בצורת "L" מעוקר להבה. אם aliquot אינו מתפשט מיד, זה סורבים במקום על הצלחת, וכתוצאה מכך גידול יתר חיידקי במקום של חיסון ראשוני.
- חזור על ה ציפוי עבור כל סדרת דילול עבור נקודות זמן T1 עד T8. זכור לחטא את המוט בין הצלחות ובמיוחד בין דילולים שונים.
- לאחר צלחות התייבשו במשך כמה דקות, הפוך ומניחים 37 °C חממה לילה. היפוך הצלחות מונע עיבוי מנפילה על צלחת אגר. לאחר הדגירה הלילית, יש לאחסן צלחות במקרר.
| תרבות אי-קולי | דילול שיש לציפוי | ||
| T0 | 10-1 | 10-2 | 10-3 |
| T1 | 10-1 | 10-2 | 10-3 |
| T2 | 10-2 | 10-3 | 10-4 |
| T3 | 10-3 | 10-4 | 10-5 |
| T4 | 10-4 | 10-5 | 10-6 |
| T5 | 10-5 | 10-6 | 10-7 |
| T6 | 10-6 | 10-7 | 10-8 |
| T7* | 10-5 | 10-6 | 10-7 |
| T8* | 10-4 | 10-5 | 10-6 |
* דילול נמוך יותר לוקח בחשבון אוכלוסיות נמוכות יותר עקב שלב המוות.
טבלה 3. פרוטוקול ציפוי לתרבויות אי-קולי.
4. ספירת מושבות וחישוב זמן הדור הממוצע
- לבחון לוחות לאחידות המושבות וחוסר זיהום.
- עבור כל נקודת זמן (T0 עד T8), לבחור דילול אחד המכיל בין 30 ל 300 מושבות, ולספור לוחות משולשים.
- באמצעות גורם הדילול, חשב לאחור את מספר התאים לכל mL של התרבות המקורית בנקודות זמן T0 עד T8. לדוגמה, אם מספר המושבות הנובע מדילול של10-4 הוא 30, 28 ו- 32:
מספר ממוצע של מושבות = 30 מושבות
אלה עלו מ 0.1 מ"ל של דילול 10-4
מספר מושבות למ"ל = 30 x 104 = 3 x 106 - התוויית יומן רישום 10 CFU/mL לעומת זמן (בשעות).
- מהגרף, זהה את השלב המעריכי של הצמיחה. באמצעות 2 נקודות זמן בתוך שלב הצמיחה המעריכי ומספרי התאים המתאימים בכל פעם, חשב את זמן הדור הממוצע.
מדידת קצב הצמיחה של חיידקים היא טכניקה מיקרוביולוגית בסיסית, ויש לה שימוש נרחב במחקר בסיסי כמו גם ביישומים חקלאיים ותעשייתיים.
חיידקים הם בין צורות החיים הנפוצות ביותר על פני כדור הארץ, להיות נוכח בכל מערכת אקולוגית, כולל גוף האדם. מינים חיידקיים מסוימים הם גם מתיחה מבחינה גנטית, והם רתמו כמודלים מחקר או לייצר מוצרים טבעיים או סינתטיים בקנה מידה תעשייתי. עם זאת, לא כל מיני החיידקים יכולים להיות תרבותיים במעבדה. עבור אלה שיכולים, מאפיין חשוב הוא קצב הכפל, או "קינטיקה צמיחה".
מדידת קצב הצמיחה של תרבות החיידקים יכולה ליידע מדענים על התפקודים הפיזיולוגיים והמטבוליים שלהם, והיא גם שימושית להשגת מספר תאים מדויק של החיידקים עבור יישומים במורד הזרם.
וידאו זה יציג את העקרונות מאחורי ניתוח קצב הצמיחה החיידקי, להדגים פרוטוקול לאפיון קצב הצמיחה עם "עקומת צמיחה", ולבסוף, לחקור כמה יישומים מדעי הסביבה למדידת קינטיקה צמיחה חיידקית.
חיידקים בדרך כלל מתרבים באופן א-מיני, מתרבים על ידי ביקוע בינארי פשוט שבו תא הורי אחד מתחלק לשני תאי בת זהים. בתנאי גדילה נוחים שבהם חומרים מזינים זמינים בשפע ופרמטרים סביבתיים כגון טמפרטורה תורמים כולם לצמיחה, קצב ההתרבות עולה בהרבה על שיעור התמותה. התוצאה היא צמיחה מעריכית.
על ידי מדידת כמות החיידקים בתרבית כפונקציה של זמן, ניתן להשיג עקומת גדילה. גידול חיידקים בתרבית נוזלית בתנאים אופטימליים מייצר עקומת גדילה עם צורה אופיינית שניתן לחלק לשלבים שונים. העקומה מתחילה ב"שלב פיגור", כאשר הצמיחה איטית בעוד החיידקים מסתגלים לתנאי התרבות. הבא הוא "יומן" או "שלב מעריכי", כאשר החיידקים חווים צמיחה מעריכית. הצמיחה בסופו של דבר מתעכבת ברגע שמדלדלים וחומרים מזינים מצטברים, וכתוצאה מכך "שלב נייח". לבסוף, ברגע שקצב ההכפלה נעקף על ידי קצב המוות של התאים, התרבות נכנסת ל"שלב המוות ".
כדי לבנות עקומת גדילה, מספרים חיידקיים בבקבוק של תרבות נוזלית נספרים בנקודות זמן שונות על פני תקופה מסוימת של culturing. ספירת חיידקים ניתן להשיג על ידי מספר שיטות שונות. גישה נפוצה אחת היא למדוד צפיפות אופטית - או "OD" - 600, שהיא ספיגת האור של פתרון החיידקים באורך גל של 600 ננומטר.
שיטה נוספת היא לקבוע את "CFU", או מושבה להרכיב יחידות, למיליליטר של התרבות. בשל האופי הקתול של צמיחת חיידקים, חיידק אחד בתרבות יכול תיאורטית להתרחב למושבה נצפית אחת על צלחת אגר. על ידי ציפוי סדרה של דילול של תרבית חיידקית כדי להגיע לריכוז חיידקי שבו מושבות בודדות, דיסקרטיות ניתן לראות, שיטה הנקראת "ציפוי דילול סדרתי", ספירת המושבה יכולה לשמש כדי לחשב לאחור את ריכוז החיידקים במונחים של CFU לכל mL.
עכשיו שאתה מבין איך צמיחה חיידקית ניתן לנתח, בואו נעבור פרוטוקול לביצוע ניתוח עקומת גדילה על תרביות טהורות של מודל חיידקי מבוסס היטב, Escherichia coli, באמצעות שיטת ציפוי דילול סדרתי.
יום אחד לפני איסוף נקודות הזמן, לחסן 20 מ"ל של ציר סויה טריפטיאז מעוקר מראש, או TSB, בינוני בבקבוק 50 מ"ל עם מושבה אחת של E. coli.
לדגור את התרבות לילה ב 37 °C (50 °F) עם רועד. עבור E. coli, זה יגרום לאוכלוסיית שלב נייחת של כ 109 CFU / מ"ל.
למחרת, לחסן 100 μL של תרבות הלילה לתוך 250 מ"ל של TSB בבקבוק 500 מ"ל. מערבבים היטב. זה מייצר תרבות מדוללת של כ 4 x 105 CFU / mL. אחסן 5 מ"ל של תרבות מדוללת זו לתוך צינור תרבות. זהו aliquot מנקודת זמן 0, או T0. יש לשמור בקירור מיד ב-4 מעלות צלזיוס.
לדגור את הנפח הנותר של התרבות ב 37 °C (50 °F) עם רועד. בכל שעה לאחר מכן עד 8 שעות, לאסוף aliquots 5-mL מהתרבות. ייעדו את הדגימות האלה T1 עד T8, ולאחסן את כולם ב 4 °C (55 °F) עד השימוש.
ביום הניסוי, להסיר את נקודת הזמן E. coli aliquots מהמקרר ולשמור אותם על קרח. השתמש צינורות microfuge סטריליים, כל אחד עם 900 μL של תמיסת מלח סטרילית, כדי להגדיר סדרת דילול עבור כל aliquot על פי השולחן הבא.
מערבבים היטב את תרבות T0 על ידי מערבולת עדינה, ולאחר מכן להוסיף 100 μL לצינור A של סדרת הדילול שלה, מה שהופך 1 ב -10, או 10-1 דילול. מערבולת Tube A לערבב, ובאמצעות טיפ פיפטה טרי, להוסיף 100 μL של Tube A לצינור B, מה שהופך את 1 ב-100, או10-2 דילול.
חזור על התהליך עבור כל aliquot תרבות ובצע את סדרת הדילול המתאימה לפי טבלה 2. לאחר סדרת דילול עבור כל דגימות נקודת הזמן נעשו, יש את המספר המתאים של טריפטיאז צלחות אגר סויה סטרילי מוכן ציפוי חיידקי.
3 דילולים של כל תרבות נקודת זמן יהיה מצופה משולש על פי הטבלה הבאה. תייג את הצלחות בהתאם. לאחר מכן, pipette 100 μL של כל תרבות מדולל כראוי למרכז צלחת אגר בהתאמה. מעקרים להבה מוט זכוכית בצורת "L", מתקררים על ידי נגיעה במוט לאגר הרחק מההסתה, ומיד מורחים את הנוזל על פני אגר. שים לב כי עיכוב בהתפשטות עלול לגרום ל גידול יתר חיידקי במקום החיסון.
המשיכו בכתיבת כל סדרת דילול לכל תרביות 9 נקודות הזמן, תוך עיקור הלהבות של מוט התפשטות הזכוכית בין כל סדרת דילול.
לאחר הצלחות הורשו להתייבש במשך כמה דקות, להפוך ולהניח אותם לתוך אינקובטור 37 °C בלילה. לאחר תקופה זו של צמיחה, לוחות ניתן לאחסן ב 4 °C (5 °F).
לאחר הדגירה הלילית של לוחות הדילול, לבחון אותם לזיהום ואחידות של מושבות. עבור כל פעם תרבות נקודת, לבחור דילול שעבורו יש בין 30-300 מושבות לכל צלחת. תספור את מספר המושבות על כל אחת מלוחות הטריפליקאט לדילול הזה.
באמצעות המספר הממוצע של מושבות עבור כל דילול ואת גורם הדילול, לחשב את הריכוז של חיידקים בתרבות המקורית בכל נקודת זמן CFU / mL. לדוגמה, אם יש בממוצע 30 מושבות מתוך ערכת לוח משולש המתקבל מ 0.1 מ"ל של 10-4, או 1 ב 10,000, דילול, אז יהיה 30 חלקי 0.1 מ"ל כפול 10,000, או 3 מיליון יחידות רב משתמשים (CFU/ mL).
באמצעות ריכוז החיידקים המחושב עבור כל נקודת זמן, התווה גרף של יומן הבסיס-10 של ריכוזי החיידקים, ב- CFU / mL, נגד הזמן בשעות. מהגרף, זהה את שלב היומן של הצמיחה של תרבית החיידקים המקורית ובחר שתיים מנקודות הזמן בתוך שלב יומן הרישום, וציין את הראשון מבין נקודות הזמן האלה כ- t = 0. חשב את זמן הדור הממוצע באמצעות המשוואה X שווה 2 לעוצמה של n כפול X0 כאשר X הוא ריכוז החיידקים בזמן t, X0 הוא הריכוז ההתחלתי ב- t = 0, ו- n הוא מספר הדורות שחלפו בין שתי נקודות הזמן.
לדוגמה, נניח ש- X0 הוא 1,000 CFU/mL, וב- t = 6 שעות, הריכוז הוא 16,000 CFU/mL. באמצעות המשוואה, אנו מקבלים כי 4 דורות התרחשו בתוך 6 שעות, אשר נותן זמן דור של 6 חלקי 4 או 1.5 שעות לדור.
מדידת קינטיקה של צמיחה חיידקית היא יסוד ליישומים רבים למטרות מחקר, חקלאות או הנדסה ביולוגית.
שימוש אחד לדעת את קצב הצמיחה החיידקי הוא לאפשר כמות מדויקת של תרבית חיידקית כדי לחסן תרבות אחרת או בינוני. לדוגמה, גידולים מסוימים, כגון קטניות, צריכים לגדול עם חיידקים סימביוטיים המכונים rhizobia כי ליישב את שורשי הצמחים כדי ליצור גושים "לתקן" חנקן - המרת חנקן אטמוספרי לאמוניה אשר ניתן להשתמש על ידי הצמח. עבור יישומים חקלאיים, כמות ידועה של rhizobia מתווסף מדיום פחמן מבוסס כבול, אשר משמש לאחר מכן לחסן זרעי קטניות כדי להקים את סימביוזה חיידקית צמחית.
ניתוח צמיחה יכול לשמש גם כדי לזהות מינים חיידקיים שיכולים לבזות פסולת תעשייתית ואולי ליצור תוצרי לוואי יקרי ערך. בדוגמה זו, החוקרים חקרו כיצד מדיה צמיחה בתוספת ליקר שחור, מוצר פסולת מעץ פועם וייצור נייר, השפיע על הצמיחה של בידוד מיקרוביאלי סביבתי.
החיידקים לא רק הדגימו צמיחה משופרת עם ליקר שחור, אלא גם הראו דפוס גדילה "דיפאזי", המציין את נוכחותו של יותר ממקור פחמן אחד בליקר שחור שהחיידקים יכולים לעכל. רכיבים בודדים של ליקר שחור יכול אז להיות מופק לניתוח צמיחה מפורט יותר.
לבסוף, מדידות קצב הצמיחה שימושיות גם לאפיון חיידקים שהונדסו למטרות תעשייתיות מסוימות, למשל, לתיקון זיהום הנפט. כאן, מדענים יצרו זנים חיידקיים מהונדסים גנטית המכילים אנזימים כדי לבזות את רכיבי הפחמימנים של השמן. ניתוח גדילה בוצע, למשל, כדי לוודא שהחיידקים המהונדסים הגדילו את קצב הצמיחה מאשר חיידקים רגילים בנוכחות פחמימנים רעילים, מה שמצביע על סובלנות משופרת שתאפשר לחיידקים המהונדסים לבצע את תפקוד ניקוי הזיהום שלהם.
הרגע צפיתם בסרטון של JoVE על ניתוח שיעורי צמיחה חיידקיים עם עקומות צמיחה. עכשיו אתה צריך להבין את שלבי הצמיחה השונים של תרביות חיידקים, כיצד לבצע ניסוי כדי להשיג עקומת גדילה באמצעות איסוף נקודות זמן ציפוי דילול סדרתי, וכיצד ניתוח צמיחה יכול להיות מיושם למטרות מחקר ותעשייה. כמו תמיד, תודה שצפית!
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Results
לאחר ניסוי ציפוי דילול סדרתי, הנתונים הבאים הושגו. בתחילת הצמיחה המעריכית המיועדת כאן כזמן t = 0, הריכוז הראשוני של תאי חיידקים הוא 1,000 CFU / mL. בזמן t = 6 שעות, ריכוז התאים הוא 16,000 CFU / מ"ל.
עכשיו, X = 2n x 0
איפה: X0 = ריכוז ראשוני של תאים = 1,000 CFU / מ"ל
X = ריכוז תאים לאחר זמן t = 16,000 CFU/mL
n = מספר הדורות
16,000 = 2n x 1,000
2n = 16
יומן רישום10 2n = יומן רישום10 16
n x 0.301 = 1.204
n = 1.204 = 4
0.301
ארבעה דורות חלפו ב-6 שעות, אז
זמן דור ממוצע = 6/4 = 1.5 שעות.
איור 4. גוש שורשים המכיל חיידקים לתיקון חנקן.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Applications and Summary
ידע על קינטיקה של גדילה חיידקית ומספר חיידקים במדיום תרבית חשוב הן מבחינה מחקרית והן מבחינה מסחרית. במחקר, לעתים קרובות זה קריטי לדעת את מספר החיידקים במדגם, כך שניתן לשכפל את הניסוי, אם יהיה צורך, עם אותם מספרים בדיוק. לדוגמה, במהלך ניסויים שבהם inoculants חיידקים מתווספים לחלקת אדמה, מינימום של 104 CFU צריך להיות נוסף לכל גרם של אדמה כדי לקבל את האפקט הרצוי, כגון מתכלה משופרת של מזהמי קרקע אורגניים רעילים. דוגמה נוספת היא המקרה של אינקולנטים קנה שורש המיוצרים מסחרית, שבו מספרים ידועים של rhizobia (חיידקים שנכנסים ליחסים סימביוטיים עם שורשי צמחים) הם ספוגים לתוך מדיום פחמן מבוסס כבול(איור 4). המדיום משמש לאחר מכן לחסן זרעי קטניות כדי לשפר את קיבוע החנקן הביולוגי (כלומר,המרת חנקן מולקולרי לצורות אורגניות שיכולות לשמש אורגניזמים כחומרים מזינים).
קינטיקה צמיחה שימושית גם להערכה אם זנים מסוימים של חיידקים מותאמים לעכל מצעים מסוימים, כגון פסולת תעשייתית או זיהום שמן. חיידקים מהונדסים גנטית כדי לנקות דליפות נפט, למשל, ניתן לגדל בנוכחות פחמימנים מורכבים כדי להבטיח כי הצמיחה שלהם לא יהיה מודחק על ידי ההשפעות הרעילות של שמן. באופן דומה, השיפוע והצורה של עקומות גדילה המיוצרות מחיידקים הגדלים בתערובות של מוצרי פסולת תעשייתית יכולים ליידע מדענים אם החיידקים יכולים לעכל את החומר המסוים, וכמה מקורות אנרגיה פוטנציאליים לחיידקים ניתן למצוא בתערובת הפסולת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
