微生物培養(yǎng)技術(shù)的初探

1、-精品文檔word 可編輯值得收藏 - -精品文檔值得收藏 - 1 微生物培養(yǎng)技術(shù)的初探/h1 目前自然界中只有極少部分微生物能夠得到培養(yǎng),嚴(yán)重阻礙了對(duì)微生物生命活動(dòng)規(guī)律的研究和微生物資源的開發(fā)。因此必須改進(jìn)傳統(tǒng)培養(yǎng)方法,采用新型培養(yǎng)技術(shù),提高微生物可培養(yǎng)性 ,大量培養(yǎng)自然界中存在的微生物,從而更全面、準(zhǔn)確地了解微生物細(xì)胞的生命規(guī)律、獲悉微生物群落中各種微生物之間的動(dòng)態(tài)相互作用和相互協(xié)調(diào)的規(guī)律,對(duì)環(huán)境微生物工藝進(jìn)行準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)、精細(xì)地調(diào)控和高效地利用。一、微生物不可培養(yǎng)的原因?qū)ξ⑸镞M(jìn)行常規(guī)培養(yǎng)時(shí),由于生活條件的改變,有些微生物不能適應(yīng)而死亡,另一些則通過(guò)產(chǎn)生孢子進(jìn)入休眠狀態(tài)或改變細(xì)胞形態(tài)、進(jìn)入

2、維持一定代謝活性但不生長(zhǎng)繁殖的“ 活的非可培養(yǎng)狀態(tài) ”,結(jié)果均表現(xiàn)為微生物的“ 不可培養(yǎng)性 ” 。實(shí)際上 ,微生物的不可培養(yǎng)性是由于對(duì)微生物生長(zhǎng)條件及其規(guī)律性的認(rèn)識(shí)嚴(yán)重不足,而采取了偏離微生物生長(zhǎng)實(shí)際情況的培養(yǎng)條件所造成的,這些偏離具體可以包括以下幾個(gè)方面: (一)實(shí)驗(yàn)室中無(wú)法完全模擬自然界的環(huán)境條件由于目前監(jiān)測(cè)技術(shù)和手段的限制,人們對(duì)微生物生存環(huán)境和自然條件的了解尚不充分。-精品文檔word 可編輯值得收藏 - -精品文檔值得收藏 - 2 因此 ,人們沒(méi)有或無(wú)法完全模擬微生物的自然生存條件,而通常將培養(yǎng)條件進(jìn)行簡(jiǎn)化:將微生物置于恒溫、恒濕、黑暗等環(huán)境中;將微生物限制在“ 板結(jié) ” 的瓊脂或不

3、擾動(dòng)的液體介質(zhì)中;簡(jiǎn)化微生物的營(yíng)養(yǎng)組成沒(méi)有提供微生物生長(zhǎng)繁殖所必需的某些化學(xué)物質(zhì)等等。所以在自然界中可以生長(zhǎng)繁殖的微生物,在 “ 純培養(yǎng) ” 中生長(zhǎng)條件得不到滿足,從而導(dǎo)致了微生物的不可培養(yǎng)性。(二)生長(zhǎng)緩慢的微生物被忽視環(huán)境中很多微生物都聚集生長(zhǎng),當(dāng)將這些微生物接種至培養(yǎng)基時(shí),適合生長(zhǎng)的微生物由于生長(zhǎng)快而占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,它們對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的大量攝取使生長(zhǎng)緩慢的微生物得不到充足營(yíng)養(yǎng)而生長(zhǎng)受到抑制。(三)采用高濃度的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)最初對(duì)微生物的培養(yǎng)是在富含營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)基中進(jìn)行的,但是由于自然界中微生物數(shù)量龐大 ,其可利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)極度匱乏,多數(shù)處于 “ 岔營(yíng)養(yǎng) ” 狀態(tài)。常規(guī)純培養(yǎng)對(duì)這種認(rèn)識(shí)不允分,通常將寡營(yíng)

4、養(yǎng)微生物迅速置于富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),微生物初期的快速生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生大量的、微生物自身難以調(diào)節(jié)的過(guò)氧化物、超氧化物和羥基自由基等“ 毒性氧物質(zhì) ”,該類物質(zhì)快速、過(guò)量的積累會(huì)破壞細(xì)胞內(nèi)膜結(jié)構(gòu),導(dǎo)致細(xì)胞死亡,從而表現(xiàn)出微生物的不可培養(yǎng)性。(四)環(huán)境微生物之間的相互關(guān)系被忽略-精品文檔word 可編輯值得收藏 - -精品文檔值得收藏 - 3 微生物相互關(guān)系繁多復(fù)雜,包括 :(1)種間的偏利共生關(guān)系和互惠共生關(guān)系,兩者的共性是至少一個(gè)群體提供另一些群體所需的生長(zhǎng)因子而使微生物群體獲利;(2)群體感應(yīng) ,這種關(guān)系被認(rèn)為是通過(guò)細(xì)菌間的信息交流來(lái)調(diào)控細(xì)菌的群體行為:細(xì)胞通過(guò)感應(yīng)一種胞外低分子量的信號(hào)分子來(lái)判斷菌群密度和

5、周圍環(huán)境的變化,從而調(diào)節(jié)相應(yīng)的細(xì)菌表達(dá)以調(diào)節(jié)細(xì)菌的群體行為。以上這兩種關(guān)系都是微生物生長(zhǎng)所必需的。由于人們目前對(duì)環(huán)境中微生物之間多數(shù)復(fù)雜的相互關(guān)系所知甚少,采用的培養(yǎng)技術(shù)沒(méi)有將這種關(guān)系考慮在內(nèi)。純培養(yǎng)技術(shù)將待培養(yǎng)的微生物與其它微生物群體、以及生存環(huán)境人為地分離開,種間的共生關(guān)系和信息交流被阻斷,微生物缺乏必需的生長(zhǎng)因子和信號(hào)分了而死亡,表現(xiàn)出微生物的不可培養(yǎng)性。(五)對(duì)微生物生長(zhǎng)狀況進(jìn)行判斷的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)存在的缺陷,也導(dǎo)致某些微生物生長(zhǎng)不被發(fā)覺(jué),表現(xiàn)為 “ 不可培養(yǎng) ”例如 ,生存在貧營(yíng)養(yǎng)環(huán)境中的微生物盡管能夠在低濃度營(yíng)養(yǎng)條件下生長(zhǎng),但是有些微生物生長(zhǎng)速度極為緩慢,在常規(guī)設(shè)定的培養(yǎng)周期內(nèi)(例如l 周)沒(méi)有長(zhǎng)成肉眼可見(jiàn)的菌落就被遺棄。除此之外 ,還有一些寡營(yíng)養(yǎng)/h1 微生物不會(huì)形成菌落,而是在固體培養(yǎng)基表面遷徙生長(zhǎng)和擴(kuò)散生長(zhǎng),它們形成只能顯微可見(jiàn)的幾個(gè)細(xì)胞組成的小型集合。這兩種情況下,改變微生物生長(zhǎng)的判斷標(biāo)準(zhǔn)或者檢測(cè)方法,就可以改變微生物的 “ 不可培養(yǎng)性 ” ?？傊?,導(dǎo)致微生物不可培養(yǎng)的因素有多種,有些是