甲微生物菌株是从一个单一的微生物分离物,它是生长在纯介质和通常由从相同的初始集落获得的生物体的连续的所述一组后代。
菌株还代表具有某种表型和/或基因型特征的微生物物种种群中的一组个体,这些特征使它与同一个物种的其他物种稍有区别,但是其差异不足以将其归类为不同的物种。
培养皿中添加了抗生素的固体培养基的培养皿的照片,耐药菌在其中生长(来源:Microrao / CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0),来自Wikimedia Commons)
该菌株是任何微生物研究的“基础”,因为它可以确保科学家们,对一种微生物物种进行调查的参数和特征仅对该物种特定。另外,它允许他们以某种方式确保调查的可重复性。
例如,对于微生物学的分类学研究,第一个目标是获得要分类的生物的“菌株”,因为通过这种方式,可以精确定义区分该子集的每个分类学特征任何其他微生物物种中的一个物种的种群数量。
该菌株使一种微生物能够在很长一段时间内保持存活并在体外分离,即远离其自然环境。可以获得许多不同类型的微生物的菌株,例如细菌,真菌,病毒,原生动物,藻类等。
为了维持菌株,必须严格隔离它们,避免菌株与任何污染剂如真菌孢子或任何外部微生物剂接触。
应变特性
所有菌株,无论它们代表的是哪种微生物(物种),都必须满足一些基本参数,其中包括:
-它们必须是稳定的遗传系或具有高遗传保真度
从基因上讲,重要的是,留在培养基中的所有个体必须彼此尽可能近。也就是说,它们都来自同一个人,或者至少来自同一人口。
-它们必须易于维护或成长
属于菌株的个体必须易于维持在体外环境中。换句话说,并非所有微生物都能将自身与自然环境隔离。如果这些物质很难在外部培养基中生长,则可以通过对它们隔离在实验室中的环境进行最小的改变来轻松改变它们的生物学。
-他们需要在最佳条件下快速成长和发展
如果分离出的微生物无法在用于此目的的培养基中快速生长,则可能难以保存以进行研究,因为它们会耗尽环境中的营养素,改变相或损害其在这些条件下的存活率。 。
-他们必须提供定义的特征和参数
分离出的微生物菌株必须具有共同的特征,使其具有相同的特征,尤其是与相同的个体相关。这些特性必须随时间恒定。
-易于处理
通常,常规研究中使用的菌株不需要过于严格或复杂的工具或规程。这确保了学生和新研究人员都可以随着时间的推移保持研究的连续性。
ID
分子鉴定
有不同的方法来识别新分离的菌株。但是,目前确定几乎所有物种身份的最准确,快速和简单的技术是分析构成个体基因组的遗传序列的几个区域。
通常,这些分析是通过使用PCR技术(聚合酶链反应)扩增DNA的特定区域来进行的。这些技术会根据边缘,家族和所需身份的微生物类型而有所不同。这些区域通常是:
-编码核糖体RNA的区域
-编码参与呼吸的蛋白质亚基的基因(特别是如果有机体是有氧的)
-编码肌动蛋白微丝的遗传区域(细胞骨架的一部分)
-参与光合作用的叶绿体或蛋白质亚基的某些遗传区域(对于某些藻类和蓝细菌以及对于所有植物)
一旦成功扩增了这些基因组片段,便对其进行测序以确定组成基因组这些区域的核苷酸顺序。这是通过NGS(下一代测序)技术和称为定序器的专用设备完成的。
将测序的区域与先前已经报道过的这种类型的微生物序列进行比较,这可以通过使用例如存储在GenBank网站(https:// www。 ncbi.nlm.nih.gov/genbank/)。
形态鉴定
在没有分子生物学工具来分析遗传特征的实验室中,其他表型参数用于识别许多微生物的菌株。再次,所研究的表型特征取决于所考虑的生物,门,科和物种。研究了以下参数:
-培养基中微生物的形态特征。可以观察到诸如颜色,形状,纹理,生长类型等特征。
-使用生化工具分析代谢产物。研究了次生代谢产物,排泄的化合物等的产生。
-蛋白质的表征和结晶。微生物的内部蛋白被独立提取和研究。
微生物学研究中的典型事情是通过两种鉴定类型,即通过形态学观察和分子分析,对菌株进行表征。
菌株分离
菌株的分离涉及多种技术,这些技术也用于将一种微生物与另一种微生物分离。分离目标物种的菌株的能力对于准确确定其定义特征至关重要。
大多数菌株分离技术是由微生物学的路易斯·巴斯德(Louis Pasteur)和罗伯特·科赫(Robert Koch)的父亲在19世纪创造的。双方都在努力争取获得他们研究的微生物的纯细胞培养物(菌株)。
资料来源:Sentebrinka / CC BY(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)通过Wikimedia Commons
为了获得这些细胞培养物,他们探索了各种各样的技术和工具,从使用无菌牙签到培养基组成的变化,在这些培养基中他们准备研究的微生物都可以生长。
应变隔离技术
目前,这些研究人员和一些更现代的技术所开发和使用的所有技术已收集为6种不同的类型,分别是:
- 刮擦,刮擦或刮擦:使用精细的尖锐工具触摸发现微生物的地方(特别是对于在固体培养基中体外培养的培养物)。用微生物接触的末端刮擦无菌的富含营养的固体培养基。
- 浸入或融合在培养基中:取一小份微生物样本(可能类似于先前技术中的样本),将其以液态放置在生长培养基中,然后添加琼脂以凝固并等待它冷却。仅当微生物高度发达时才能看到菌落。
- 连续稀释:将原始物种采集地的样品在不含其他微生物的无菌培养基中连续稀释。稀释液在固体培养基上“接种”,并有望出现菌落。
- 独家培养基:这些培养基仅允许所关注微生物的生长;也就是说,其成分或营养成分仅能隔离菌株的生长。
- 手动或机械分离:放置一小份要分离的微生物,并通过显微镜尝试将一个物种的单个个体与周围的其他个体分离。
其中一些技术比其他技术更易于使用。但是,研究人员根据研究物种的生物学特性使用它们。
参考文献
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