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Environmental Microbiology

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细菌生长曲线分析和其环境的应用程序
 

细菌生长曲线分析和其环境的应用程序

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测量细菌的增长速度是一种基本的微生物技术,和在基础科学农业和工业应用中得到了广泛采用。

细菌当中最丰富的生命形式在地球上,存在于每一个生态系统,包括人的身体。某些细菌的种类也是基因高度温顺,并且已被利用作为研究模型,或以生产天然或人工合成的产品,在产业规模。然而,并不是所有的细菌物种可以在实验室中培养。对于那些可以的人,一个重要特征是乘法,或"生长动力学"率。

测量细菌培养生长速率可以告知科学家关于他们的生理和代谢功能,而且也可用于获取为下游应用细菌准确的细胞数。

这个视频将介绍细菌生长速率分析背后的原则、 证明协议表征增长率与"生长曲线",最后,探讨测量细菌生长动力学的几个环境科学应用。

细菌通常是无性生殖,乘以简单二进制裂变哪里一个父母细胞分裂成两个完全相同的子细胞。营养素是可用的丰度和环境参数,如温度都有利于经济增长的有利的生长条件,相乘的速度远远超过了病死率。这个结果在呈指数级增长。

通过测量的一种文化中的细菌量作为时间的函数,可以得到生长曲线。生长在最佳条件下的液体培养细菌产生与形状特性,可以分为不同阶段的生长曲线。该曲线从开始与"滞后期",当增长是缓慢的而细菌成为适应文化条件。接下来是"日志"指数相",当细菌体验指数增长。增长最终停滞一旦养分耗尽和废物产品积累,从而导致"固定相"。最后,一旦率的乘积细胞死亡的速度所取代,文化就进入"死亡阶段"。

要构建生长曲线,瓶中的液体培养的细菌数计数不同时间点在一定时期内培养。可以通过许多不同的方法获得细菌计数。一个常见的方法是测量光学密度-或"OD"-600,这是细菌溶液吸收的光波长为 600 nm。

另一种方法是确定的"造血"或菌落形成单位,每毫升的文化。由于细菌生长的克隆性质,一个细菌中一种文化可以从理论上扩大到一个可观察到殖民地琼脂板上。通过电镀系列的稀释液细菌培养达到细菌浓度在那里个人、 离散殖民地可以观察到,一种称为"连续稀释法电镀"方法,菌落计数可以用于背计算每毫升菌体浓度的菌落。

既然您了解了如何分析细菌的生长,让我们去通过一项议定书进行纯培养的既定的细菌模型,大肠埃希氏大肠杆菌,生长曲线分析使用稀释平板法。

时间的前一天点集合,接种 20 毫升的预消毒的胨大豆肉汤或 TSB,与大肠杆菌一单菌落 50 毫升瓶。

孵育一夜之间在 37 ° C,用颤抖的文化。为大肠杆菌,这将导致大约 10 固定相人口9 CFU/mL。

第二天,接种 100 μ L 的过夜培养成 250 毫升的 TSB 500 毫升瓶中。调匀。这将产生大约 4 x 105 CFU/mL 稀释的文化。存储到文化管 5 毫升的这种稀释的文化。这是从时间点 0 或 T0整除的数。冷藏立即在 4 ° c。

孵化在 37 ° C,用颤抖的文化剩余的卷。在每小时之后达 8 小时,从文化收集 5 毫升。指定这些样本 T1到 T8,并保存所有的他们在 4 ° C,直到使用。

对实验的一天,从冰箱取出大肠杆菌时间点整除数及放在冰上。使用无菌微量离心管,每个都有 900 μ L 无菌生理盐水,可以设置为按下表每个分装稀释系列。

混合 T0文化很好地轻轻旋涡,然后添加制 1 在 10 或 10-1稀释其稀释系列管 A 100 μ L。涡流管 A 混合,和使用新鲜针提示,将 100 μ L 的管 A 添加到管 B,使 1-在-100 或 10-2稀释。

重复该过程为每个区域性分装和作出适当稀释系列根据表 2。一旦取得了所有时间点样品的稀释系列,有适当数量的无菌胨大豆琼脂板准备细菌电镀。

3 稀释度的每个时间点文化将镀一式三份,如下表。因此标签板。然后,移液器 100 μ L 的每个适当稀释的文化上的各自琼脂板中心。火焰-消毒"L"形的玻璃棒,酷通过触摸到从接种,琼脂杆和立即传遍琼脂表面的液体。请注意,传播延迟可能会造成细菌过度生长的接种点。

继续电镀每个稀释系列为所有 9 点文化,火焰灭菌玻璃沿杆每个稀释系列之间的时间。

一旦板已获准干为几分钟,反转,一夜之间就将他们放入 37 ° C 的孵化器。在此期间的增长后, 板可以存储在 4 ° c。

后的稀释平板的隔夜孵化,检查它们污染和均匀性的殖民地。每个时间点文化,挑,有 30-300 菌落每板之间的稀释。数每个一式三份,稀释板上的殖民地。

使用每个稀释和稀释倍数的殖民地的平均次数,计算细菌在原始文化中 CFU/mL 的每个时间点的浓度。例如,如果有从一式三份的平均 30 殖民地有板集获得从 0.1 毫升的 10-4,或 1 在 10,000,稀释,然后将 30 除以 0.1 毫升乘以 10000,或 300 万 CFU/mL。

用细菌浓度计算每个时间点,绘制图中 CFU/mL,细菌浓度与时间以小时为单位的基地 10 日志。从图中,确定日志发展的阶段,原始的细菌培养和选择两个时间点内的日志阶段,这些时间点的第一列为 t = 0。计算方程 X 均值生成时间等于 2 权的n乘以 X0其中 X 是时间 t,X0的细菌浓度是初始浓度在 t = 0,n 是数代所间隔两个时间点。

例如,假设 X0是温 1000 CFU/毫升左右,并在 t = 6 h,浓度是 16,000 CFU/mL。我们使用方程,得到 6 小时,给 6 除以 4 或 1.5 h,每一代一代人时间内已发生 4 代。

细菌生长动力学的测量是许多应用研究、 农业或生物工程目的的根本。

了解细菌生长速率的一个用途是培养的允许量准确的细菌需要获得接种另一种文化或介质。例如,某些作物,如豆科植物,需要种植与共生细菌称为殖民形成根瘤的植物的根和"修复"将大气中的氮转化为可以被植物利用的氨氮的根瘤菌。农业应用,已知的量的根瘤菌被添加到基于泥炭的碳中的介质,然后用于接种豆科植物的种子,从而建立植物和细菌共生关系。

增长分析也可以用于识别细菌的种类,可以降解工业废物并可能生成有价值的副产品。在此示例中,研究人员调查了生长培养基与黑液,从木材制浆和造纸,废物产品如何影响环境的微生物菌株的生长。

这种细菌不仅彰显增强的增长与黑液,还显示一个"油水"的增长模式,表明这种细菌能代谢的黑液中的多个碳源的存在。黑液的单个组件可以然后提取了更详尽的增长分析。

最后,成长率测量也是有用的表征设计出来的用于特定的工业用途,例如,为治理石油污染的细菌。在这里,科学家创建含有酶降解石油烃类组分的转基因细菌菌株。增长进行分析,例如,要验证工程的菌增加了生长速度比正常细菌存在的有毒的碳氢化合物,指示将允许工程的菌,以执行其污染清理功能的改进的容忍。

你刚看了朱庇特的视频分析细菌生长速率与生长曲线。现在,您应该了解细菌培养、 如何执行实验获得使用时间点集合和连续稀释法电镀的生长曲线和如何增长分析可以应用于研究和工业用途的不同生长阶段。一如既往,感谢您收看 !

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