搜索
您的当前位置:首页土源枯草芽胞杆菌的分离鉴定及生物学特性研究

土源枯草芽胞杆菌的分离鉴定及生物学特性研究

来源:世旅网
动物医学进展。2014,35(1):41—45 Progress in Veterinary Medicine 土源枯草芽胞杆菌的分离鉴定及生物学特性研究 秦 瑶△,王 苇△,郭秉娇,王熙楚,周 霞 ,王晓兰 (石河子大学动物科技学院,新疆石河子832003) 摘 要:从土壤中采集样品分离枯草芽胞杆菌,检测分离株的生物学特性进而筛选出性状优良的益生 菌。采集土样采用倾注培养法,通过培养特征、形态观察及生化鉴定,结合特征性16 S rRNA PCR扩增及序 列分析鉴定菌株;采用平板稀释法对分离株进行了耐酸性试验、耐胆盐试验、耐高温试验及耐药试验。从23 份土壤中分离鉴定出10株枯草芽胞杆菌,其中2个菌株具有耐高温、耐胆碱、耐酸及耐药作用等良好的益生 茵特性。 关键词:枯草芽胞杆菌;分离;鉴定;生物学特性 中图分类号:¥852.616 文献标识码:A 文章编号:1007—5038(2014)01—0041—05 抗生素等药物性饲料添加剂已对禽畜业的发展 和人类健康造成了严重的威胁,欧洲等国家早已严 格控制甚至禁止抗生素的使用,我国对此也十分的 重视。积极寻找和开发具有无毒、无副作用及抗生 素功能的替代品成为当务之急,于是微生物生长促 进剂和益生菌饲料添加剂就应运而生。目前我国允 株的耐高温、耐酸、耐胆盐及对抗菌药物敏感程度等 一系列生物学特性进行了研究,为后续试验以及微 生态饲料添加剂的开发及应用奠定基础。 1材料与方法 1.1 材料 TaqDNA聚合酶、dNTP、DNA Marker DL 1 200购自广东东盛生物工程有限公司。 LB培养基、木糖试验、果糖试验、葡萄糖试验、 甘露醇试验、VP试验、柠檬酸盐试验、淀粉水解试 验、明胶水解试验、过氧化物酶试验、吲哚试验所需 许作为生态制剂的微生物有乳酸菌制剂、粪肠球菌 制剂、芽胞杆菌制剂、酵母菌制剂和复合微生态制剂 等。但通常使用的益生菌株的抗逆性较差,不耐热, 在饲料加工过程中损失较大,不能像芽胞杆菌那样 直接加到配合饲料中,因此作为益生菌的一种,芽胞 杆菌因其特有的生物特性成为研究热点[1 ]。 枯草芽胞杆菌是一种嗜温、好氧、产芽胞的杆状 细菌,其生理特征多样,对人畜无毒无害,不污染环 试剂均根据相关文献配制_7 ;药物敏感性试验纸片: 青霉素(P)、四环素(TET)、红霉素(E)、氨曲南 (ATM)、头孢氨苄(CL)、哌拉西林(PIP)、复方新诺 明(SXT)、甲氧苄啶(TMP)、氟苯尼考(FLO)、特治 星(TZP),购自杭州微生物试剂有限公司。 1.2 方法 境,菌体在生长过程中产生的枯草菌素、多黏菌素、制 霉菌素、短杆菌肽等活性物质对致病菌或内源性感染 的条件致病菌有明显的抑制作用 ]。有研究报道,对 从土壤或斑点叉尾鱼回肠中分离筛选的芽胞杆菌菌 株进行了体外拮抗以及按不同剂量添加饲料饲喂鲶 1.2.1 土样的采集 取自石河子大学校园内土壤 表层5 cm~10 cm下的肥土共计23份,每份50 g, 分别放入灭菌的三角瓶中带回实验室备用。 鱼等试验,结果表明该菌株作为益生菌饲料添加剂对 调解鲶鱼养殖中疾病控制有良好的潜力l_6]。研究显示 用枯草芽胞杆菌饲喂的肉鸡,其巨噬细胞吞噬等功能 有明显提高,这说明枯草芽胞杆菌可以使肉鸡的免疫 作用得到一定的调节l7]。 本试验采用常规细菌分离鉴定法结合分子生物 学方法从土样中分离鉴定枯草芽胞杆菌,并对分离 1.2.2 细菌培养方法 称取肥土5 g放入含有 45 mL水的三角瓶中,摇动片刻,然后小火加热至悬 浊液沸腾,维持15 min。而后静止5 min,吸取上层 液0.1 mL加入到含有4.5 mL无菌水的试管中,制 成1:100浓度的悬液,然后分别吸取1O 和1O 土壤悬浊液各0.2 mL滴加到LB培养基平板上(每 种稀释度3个平板),用涂布棒均匀涂布,并将培养 收稿日期:2013-08—08 基金项目:石河子大学重大科技攻关项目(g ̄s2011-zdgg01—04);国家自然科学基金项目(311605O7) 作者简介:秦 瑶(1988一),女,新疆哈密人,硕士研究生,主要从事兽医微生物学研究;王 苇(1987一),男,陕西汉中人, 硕士研究生,主要从事兽医微生物学研究。△同等贡献作者*通讯作者 42 动物医学进展2014年第35卷第1期(总第247期) 基倒置于37℃恒温培养1 d~2 dl8j。 1.2.3 菌株的初步鉴定 挑选呈单个、灰白色、不 规则、菌落边缘不整齐、表面粗糙的干燥型菌落进行 革兰染色镜检、观察并进行纯培养。对革兰阳性、有 芽胞的菌落进行生化鉴定,包括木糖试验、果糖试 验、葡萄糖试验、甘露醇试验、VP试验、柠檬酸盐试 验、淀粉水解试验、明胶水解试验、过氧化物酶试验、 吲哚试验等 J。 1.2.4枯草芽胞杆菌的分子生物学鉴定 1.2.4.1基于16 S rRNA引物设计及反应条件应 用Primer Premier 5.0软件设计上下游引物k1与k2。 kl:5 一GCGGCTTCGGCTGTCACTTAT一3 ,k2: 5 灭菌20min后,接种活化的体积分数为10 的枯 草杆菌菌液,37℃恒温培养,每隔2 h,用无菌生理 盐水以1O倍依次递减稀释,进行平板菌落计数,测 0 h~6 h的活菌变化情况。 1.2.6 耐胆盐试验 用胆盐将MRS液体培养基 胆汁盐含量分别调为1、2、3、4 g/kg,于121。C灭菌 15 min。将活化的体积分数10 的枯草芽胞杆菌 培养液接种于胆盐培养基中,37℃培养,每隔1 h, 用无菌生理盐水以1O倍递减依次稀释,进行平板菌 落计数,测定0 h~4 h活菌数变化情况。 1.2.7热处理对样品抑茵活性的影响 样品分别 在50℃、8O℃、100、121。C水浴中处理20 min,用 CTTCGCCACTGGTGTTCCTC( 3 ,片段大小为 439 bp,由北京华大基因工程有限公司合成。 无菌生理盐水以10倍递减依次稀释,进行平板菌落 计数。 1.2.8抗茵类药物敏感性试验选择常用1O种抗 PCR体系:ddH 2 O 14/,L 10×buffer 2.5 L dNTPs 2 L,上游引物2 L,下有引物2 L,模板 2 L,Taq酶0.5 L,引物浓度为10/,mol//,L。 PCR条件:95℃5 min;94℃40 S,58℃40 S, 72℃延伸1 min 35个循环;72℃7 min,4℃结束 反应。 菌类药物按常规K-B法进行试验。 2结果 2.1土壤中分离的枯草芽胞杆菌菌落及染色结果 通过稀释平板涂抹法从23份土壤中分离得到 17株芽胞杆菌。将其接种在普通营养琼脂培养基 l_2.4.2 PCR反应产物的检测及序列测定PCR 上,37℃恒温培养24 h~48 h观察,在普通营养琼 脂平板上,菌落为圆形,边缘不规则,表面有皱襞。 挑取单个菌落涂片,可见革兰阳性、直杆状细菌,常 成对或呈链状排列,芽胞近中生。 2.2分离株的生化鉴定 扩增产物在10 g/L琼脂糖凝胶上以溴酚蓝作指示 剂于0.5×TBE中140 V电压下电泳,结果于凝胶 成像系统观察拍照。同时回收PCR产物送华大基 因工程公司测序,用DNA Star分析测定序列与已 公布相应序列的同源性。 1.2.5 耐酸性试验用0.1 mol/L HC1将普通液 体培养基pH分别调为1.5、2.5、3.5和4.5,121。C 对17株菌株的细菌形态特征、革兰染色观察及 触酶、发酵葡萄糖、木糖、甘露醇、木糖、蔗糖等常规 生化试验,发现有13株菌株的生化反应与枯草芽胞 杆菌基本一致。结果见表1。 表1 13株分离株的生化鉴定 Table 1 Biochemica1 identification of 13 isolates 项目\菌种Items/strains 革兰染色Gram stain 触酶试验Catalase test 阿拉伯糖Arabinose 1 + + 十 2 + + + 3 + + + 4 + + + 5 + + + 6 + + + 7 + + 一 8 + + + 9 + + + 1O + + + 11 + + + 12 + 一 + 葡萄糖Glucose 甘露醇Mannitol 木糖Xylose 蔗糖Sucrose VP试验VP test 柠檬试验Lemon test + 一 + + + 一 + 十 + + + + 十 十 + + + +/一 +/一 十 +/一 十/一 一 + + 一 + 一 + + + 十 + + + +/一 + 一 + + 一 + + 十 + + 十/一 + + 十 +/一 一 + + 一 十 + +/一 + 一 一 + + 一 + + 一 + + 一 十/一 十/一 淀粉试验Starch test 明胶液化Liquefaction of gelatin +/一 + 一 +/一 + 一 一 + + +/一 + + + + 一 + + + +/一 一 + +/一 +/一 一 注:“十”表不阳性或能利用;“一”表不阴性或不能利用;“十/一”表不l司一属具体不l司菌株之间的细微差别。 Notes:“+”means positive or usableness;“一”means negative or unusableness;“+/一”means the subtle differences of different strains of same genus. 2.3分离株PCR检测结果 于Q1~Q10。PCR产物于10 g/L的琼脂糖凝胶进 通过PCR进一步鉴定,13株分离菌株中有1O 行电泳分析,结果见图1。测序结果与GenBank已 个菌株中扩增到了大约439 bp基因片段,分别命名 公布的枯草芽胞杆菌(序列号:NC一000964)特异性序 秦瑶等:土源枯草芽胞杆菌的分离鉴定及生物学特性研究 43 列的同源性在99 以上。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 M12 l3 14 l5 439 M.DNA标准DL 1 200;1~10.枯草芽胞杆菌;11.阳性对照;12~ 15.阴性对照,依次为大肠埃希菌、沙门菌、肠球菌、金黄色葡萄球菌 M.DNA Marker DL 1 200;1-10.Bacillus stubtilis;11.Positive con— troI;12—15.Negative control,followed by Escherichia coli,Salmo— nella,Enterococcus,staph loc0ccus aureu¥ 图1 分离株PCR扩增结果 Fig.1 PCR amplification results of the isolate 2.4耐酸能力检测结果 分离株具有在酸性环境中生长繁殖的能力,是 任何能在消化道中起作用的菌株所应具备的特 性[1 。本试验测定了不同pH下,不同时间段内枯 草芽胞杆菌的活菌数。结果显示Q1、Q3、Q4、Q8、 Q9、Q10在pH为1.5时活菌数仍比较高,其余分离 株对酸性的耐受力则相对较弱(Q4分离株结果见图 2) 糟 矗 pI'I 图2 Q4分离株对不同pH酸的耐受结果 Fig.2 The tolerable result of Q4 isolate to different pH 2.5耐胆碱能力检测结果 测定了分离株在不同胆盐浓度下,不同时间段 内枯草芽胞杆菌的活菌数。结果显示,分离株对胆 盐的耐受性随着浓度与时间的推移而表现出有一定 的差异,其中Q1、Q2、Q4、Q8、Q5、Q10的耐胆碱能 力较强,其中Q4分离株结果见图3。 2.6 耐高温能力检测结果 对分离株进行4种温度的处理,结果显示,1O株 枯草芽胞杆菌对温度的敏感性不高,在121℃处理 20 rain后仍存活,表明菌株可以很好的耐高温,与预 期结果相符。 囊 0 0 矗 图3 Q4分离株对不同浓度胆碱的耐受结果 Fig.3 The tolerable result of Q4 isolates to choline of different concentrations 2.7耐药性检测结果 对10株分离株进行1O种抗菌药物的耐药性检 测(判定标准:抑菌圈直径大于2.0 cm为敏感, 1.5 cm~2.0 cm为高敏感,1.0 cm~1.4 cm为中敏 感,小于1.0 cm为低敏感,0为不敏感)。其中7/10 分离株对红霉素不敏感,9/10对单霉素不敏感,3/10 对青霉素不敏感,4/10对甲氧苄啶不敏感,3/10对 复方新诺明不敏感,对其余的抗菌药物均为低敏感。 l0株分离株对抗菌药物的敏感性见表2。由表2 知,10株枯草芽胞杆菌对不同类的抗菌药物的敏感 性不同。 3讨论 从采集的23份土壤中分离获得17株芽胞杆 菌,通过细菌形态特征、染色镜检观察及生化鉴定发 现其中有13株菌株与枯草芽胞杆菌生化反应相似, 再通过特异性PCR方法进行进一步鉴定,最后分离 得到10株枯草芽胞杆菌,分别命名为Q1~Q1O。在 分离鉴定时,由于枯草芽胞杆菌与其他某些芽胞杆 菌细菌形态特征及其生理生化特性极其相似,因此 仅通过形态特征及其生理生化特性只能初步确定枯 草芽胞杆菌。为了更进一步确定还需从另外的角 度,如基于16S rRNA特异性PCR扩增的检测等多 种方法结合使用,可以更准确的判断相应的细菌[1 。 食糜由胃进入小肠后开始小肠内的消化,小肠 内消化是整个消化过程中重要的阶段,也是各种益 生菌制剂发挥作用的场所。而胃液的pH约为0.9 ~1.5,益生菌只有经受住酸性条件,才能保持一定 数量的活菌数,进入小肠进一步发挥其作用;另外, 小肠中胆盐的高渗透压环境也不利于菌体存活,小 肠内胆盐浓度一般为0.3 g/L~3.0 g/L,其中 3.0 g/L的胆盐浓度被认为是筛选抗性菌的标准;同 时菌株的耐高温性能促使它在加工生产过程中可以 保持很好的活性,使其用于益生菌制剂的生产成为 可能r1 。而本试验结果表明Q4、Q10等具有良好 44 动物医学进展2014年第35卷第1期(总第247期) 生物学特性的菌株在pH 1.5时作用6 h仍然可以 中国微生态学杂志,2002,14(5):270—272. 具有较高的存活率,同时其在3.0 g/L的胆盐水平 下作用作用4 h与1.0、2.0、4.0 g/L的胆盐水平相 比较细菌数量最多。除此之外,枯草芽胞杆菌对温 度的敏感性不高,分离鉴定的1O株菌株在121℃处 理20 min后仍可存活。对于枯草芽胞杆菌的药物 敏感性,有相关报道显示,其分离菌株对氨苄西林、 E3]姜文侠,史连生.饲用微生态制剂益生素[J].动物科学与动 物医学,2000,17(2):57—60. E4]戴青,赵述淼,谢树贵,等.一株凝结芽孢杆菌的分离筛选 及生物学特性研究[J].饲料工业,2008,29(12):36—38. E5]郭小华,赵志丹.饲用益生芽孢杆菌的应用及其作用机理的 研究进展口].中国畜牧兽医,2010,37(2):27—31. r6]Ran C,Carrias A,Williams M A,et a1.Identification of Ba— cillus strains for biological control of catfish pathogens[J]. PLoS 0ne,2012:7(9):e45793. 青霉素及诺氟沙星有很强的耐药性,对链霉素中度 敏感;而对试验中的其他抗生素高度敏感_1引。本试 验通过对1O株枯草芽胞杆菌的生物学特性研究,筛 选出稳定性好、耐高温、耐胆盐、耐酸、耐药的菌株可 以补充肠道内源性益生菌的不足,从而提高益生菌 数量调节肠道菌群,改善机体抗病能力口 。有研究 报道表明,在幼龄大黄花鱼日粮中分别添加枯草芽 胞杆菌可以提高幼龄大黄花鱼的生长速度和饲料的 r7]Lee K W,Li G,Lillehoj H S,et a1.Bacillus subtilis—based di— rect—fed microbials augment macrophage functionin broiler chickens[J].Res Vet Sci,2011,91(3):e87一e91. [83 中国科学院南京土壤研究所.土壤微生物研究方法[M].北 京:科学出版社,1985:21—23. [9] 东秀珠,蔡妙英.常见细菌系统鉴定手册[M].北京:科学出 版社,2001:43—65. [10]李雅丽,秦艳,周绪霞,等.6株芽孢杆菌的生物学特性比 较研究[J].中国畜牧兽医,2011,38(4):62—65. [11] Schwieger F,Tebbe C C.A new approach to utilize PCR—sin— gle—‘strand—‘conformation polymorphism for 1 6 S rRNA gene—— 转化效率r1 。本试验通过生物学特性研究发现分 离鉴定的10株菌株中Q4、Q1O具有良好的生物学 性能。而有研究则表明具有良好生物学特性的益生 based microbial community analysis[J].Appl Environ Micro— biol,1998,64(12):4870—4876. 菌可制成微生态制剂,进入胃肠道后不会因正常消 化液而被杀灭,可转变成有活性的益生菌发挥其调 节胃肠道正常菌群的作用口引。 本研究为后续枯草芽胞杆菌的体外拮抗试验做 出了一定的铺垫,同时筛选出的具有良好生物学特 性的菌株也可以作为益生菌制剂的候选菌株加以开 发利用。 [12]高书锋,刘惠知,周映华,等.1株猪源肠道益生菌的分离鉴 定及其生物学特性研究[J].畜牧与兽医,2012,44(1):19— 22. [131林跃鑫,江胜滔,卢龙娣.一株益生芽孢菌株的分子鉴定及 其药敏分析[J].龙岩学院学报,2011,29(5):35—38. [14] 宁豫昌,赵绪永,郑鸣.猪源芽孢杆菌的分离鉴定及生物 学特性研究[J].中国畜牧兽医,2012,39(9):66—68. E15]Ai Q,Xu H,Mai K,et a1.Effects of dietary supplementa— tion of Bacillus subtilis and fructo0ligosaccharide on growth performance,survival,non-specific immune response and dis— 参考文献: [1]蒋正宇,周岩民,许毅,等.低聚木糖、益生菌及抗生素对 肉鸡肠道菌群和生产性能的影响[J].家畜生态学报,2005, 26(2):11 15. ease resistance of juvenile large yellow croaker,Larimichthys cr0c8口[J].Aquaculture,2011,317(I-4):155—161. [16]冼琼珍,马春全,梁丽敏,等.猪源益生菌的分离筛选及部 分生物学特性研究[J].动物医学进展,2006,27(2):86—89. r2]岳寿松,王世荣.微生态制剂对奶牛夏季产奶量的影响[J_. 动物医学进展,2014,35(1):45—49 Progress in Veterinary Medicine 柴达木绒山羊皮肤毛囊周期性变化的研究 张 寿 ,马玉林 ,倪关英 ,李志华。,常 (1.青海大学农牧学院,青海西宁810003;2.青海省海西州农牧局,青海海西817000; 3.青海省海西州动物卫生监督所,青海海西817000) 摘 要:对柴达木绒山羊皮肤及毛囊的组织学周期性变化进行了研究。结果表明,柴达木绒山羊表皮从 4月份开始逐渐增厚,此时毛囊也开始伸长、重建,绒山羊毛囊7月~11月份进入兴盛期;此后毛囊又逐渐变 短,1月~3月份为休止期。初级毛囊和次级毛囊的密度、深度和毛球宽度的最低值出现在1月~3月份,随 后的几个月各数值逐渐增加,初级毛囊在8月份达最高,而次级毛囊在9月份为最高,以后又逐月递减;S/P 值在1月份最低,而在9月份最高。柴达木绒山羊毛囊群结构以二元型和三元型为主,其中三元型毛囊群最 多,也有少量一元型和四元型毛囊群。 关键词:柴达木绒山羊;毛囊;周期性 中图分类号:¥852.163;¥858.27 文献标识码:A 文章编号:1007—5038(2014)01—0045—05 绒山羊以其独特的绒毛产品在动物生产中享有 重要的地位。绒毛是绒山羊皮肤的衍生物,山羊绒 的产量很大程度上取决于其体格的大小及皮肤次级 毛囊的组织形态结构,它与初级毛囊生成的粗毛共 达木盆地。对柴达木绒山羊皮肤毛囊尤其是皮肤毛 囊周期性变化方面的研究尚未见报道,鉴此,对柴达 木绒山羊毛囊各性状周期性变化特征进行了观测, 旨在阐明柴达木绒山羊被毛周期性生长的有关机 同组成绒山羊的被毛。国外对绒山羊毛囊的研究较 多_1。],国内已有内蒙古绒山羊和辽宁绒山羊皮肤毛 制,揭示影响柴达木绒山羊产绒量的内在的组织学 结构。 囊方面的研究报道[5 ],表明绒山羊皮肤毛囊一年中 呈现周期性的变化。柴达木绒山羊是辽宁绒山羊与 柴达木山羊杂交培育成的青海省地方品种,具有耐 寒旱、耐粗饲、适应性强、体格大而匀称、产绒多、绒 1材料与方法 1.1 材料 从青海省海西州选取柴达木绒山羊5只,连续 在1年周期内每个月的23日~24日从体侧部取约 lcm 的皮肤样品,每次取样尽量靠近最初一次采 质好的特点,是我国的珍贵畜种,分布在青海省柴 收稿日期:2o13—07—20 作者简介:张寿(1964一),男,青海西宁人,教授,主要从事高原动物低氧适应研究。*通讯作者 Isolation and Identificati0n of Bacdlus subtilis from Soil and Its Biological Characteristics QIN Yao,WANG Wei,GUO Bing—jiao,WANG Xi—chu,ZHOU Xia,WANG Xiao—lan (College ofAnimal Science and Technology,Shihezi University,Shihezi,Xinjiang,832003,China) Abstract:The assay was aimed to isolate and identify of Bacillus subtilis and choose the good traits probiot— ics which were collected from soil.Using pour culture method,combing bacterial culture,physiological,bio— chemical characteristics and the characteristic 1 6 S rRNA PCR amplification and sequence analysis identifi— cation。10 strains of Baczllus subtilis were isolated from 23 soil samples.On the base of the acid—bearing。 bile—bearing,high temperature—bearing and drug resistent assays were conduted,and tWO candidate strains were chosen as veterinary probiotics in 1 0 Bacillus subtilis strains. Key words:Bacillus subtilis;isolation;identification;biological characteristic 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Top