关于 噬菌体

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噬菌体防治(


噬菌体对实践的关系主要体现在对发酵工业的危害上。当发酵液受噬菌体严重污染时，会出现：①发酵周期明显延长；②碳源消耗缓慢；③发酵液变清，镜检时，有大量异常菌体出现；④发酵产物的形成缓慢或根本不形成；⑤用敏感菌作平板检查时，出现大量噬菌斑；⑥用电子显微镜观察时，可见到有无数噬菌体粒子存在。当出现以上现象时，轻则延长发酵周期、影响产品的产量和质量，重则引起倒罐甚至使工厂被迫停产。这种情况在谷氨酸发酵、细菌淀粉酶或蛋白酶发酵、丙酮丁醇发酵以及各种抗生素发酵中是司空见惯的，应严加防范。

　　要防治噬菌体的危害，首先是提高有关工作人员的思想认识，建立“防重于治”的观念。

　　预防噬菌体污染的措施主要有：

　　（1）决不使用可疑菌种认真检查斜面、摇瓶及种子罐所使用的菌种，坚决废弃任何可疑菌种。

　　（2）严格保持环境卫生。

　　（3）决不排放或随便丢弃活菌液环境中存在活菌，就意味着存在噬菌体赖以增殖的大量宿主，其后果将是极其严重的。为此，摇瓶菌液、种子液、检验液和发酵后的菌液绝对不能随便丢弃或排放；正常发酵液或污染噬菌体后的发酵液均应严格灭菌后才能排放；发酵罐的排气或逃液均须经消毒、灭菌后才能排放。

　　（4）注意通气质量空气过滤器要保证质量并经常进行严格灭菌，空气压缩机的取风口应设在30～40米高空。

　　（5）加强管道及发酵罐的灭菌。

　　（6）不断筛选抗性菌种，并经常轮换生产菌种。

　　（7）严格执行会客制度。

　　如果预防不成，一旦发现噬菌体污染时，要及时采取合理措施。例如，①尽快提取产品，如果发现污染时发酵液中的代谢产物含量已较高，即应及时提取或补加营养并接种抗噬菌体菌种后再继续发酵，以挽回损失；②使用药物抑制，目前防治噬菌体污染的药物还很有限，在谷氨酸发酵中，加入某些金属螯合剂（如0.3～0.5％草酸盐、柠檬酸铵）可抑制噬菌体的吸附和侵入；加入1～2μg／ml金霉素、四环素或氯霉素等抗生素或0.1～0.2％的“吐温60”、“吐温20”或聚氧乙烯烷基醚等表面活性剂均可抑制噬菌体的增殖或吸附；③及时改用抗噬菌体生产菌株。

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噬菌体的分离、纯化及效价测定



一、目的要求

1、学习分离、纯化噬菌体的基本原理和方法。

2、学习噬菌体效价测定的基本方法。

二、基本原理

因为噬菌体是专性寄生物，所以自然界中凡有细菌分布的地方，均可发现奇特异的噬菌体的存在，亦即噬菌体是伴随着宿主细菌的分布而分布的，例如粪便与阴沟污水中含有大量大肠杆菌，故也能很容易的分离到大肠杆菌噬菌体；乳牛场有较多的乳酸杆菌，也容易分离到乳酸杆菌噬菌体等。由于噬菌体侵入细菌细胞后进行复制而导致细胞裂解，噬菌体即从中释放出来，所以，（a）在液体培养基内可使混浊菌悬液变为澄清，此现象可指示有噬菌体存在；也可利用这一特性，在样品中加入敏感菌株与液体培养基，进行培养，使噬菌体增殖、释放，从而可分离到特异的噬菌体；（b）在宿主细菌生长的固体琼脂平板上，噬菌体可裂解细菌而形成透明的空斑，称噬菌体斑（图1），一个噬菌体产生一个噬菌斑，利用这一现象可将分离到的噬菌体进行纯化与测定噬菌体的效价。

本实验是从阴沟污水中分离大肠杆菌噬菌体，刚分离出的噬菌体常不纯，如表现噬菌斑的形态、大小不一致等，然后再进一步纯化。

噬菌体的效价就是1 毫升培养液中所含活噬菌体的数量。效价测定的方法，一般应用双层琼脂平板法。由于含有特异宿主细菌的琼脂平板上，一个噬菌体产生一个噬菌体斑，因此，能进行噬菌体的计数。

二、器材

37℃培养18 小时的大肠杆菌斜面，阴沟污水；

本实验均用普通肉膏蛋白胨培养基500 毫升三角瓶内装三倍浓缩的液体培养基100 毫升，试管液体培养基，琼脂平板，上层琼脂培养基（含琼脂0.7%，试管分装，没管4 毫升），底层琼脂平板（含培养基10 毫升，琼脂2%）大肠杆菌 18 小时培养液，大肠杆菌噬菌体 10-2 稀释液（用肉膏蛋白胨液体培养基稀释）含 0.9 毫升液体培养基的小试管 4 支，肉膏蛋白胨琼脂平板（ 10 毫升培养基， 2 ％琼脂，作底层平板用），含 4 毫升琼脂培养基的试管（ 0.7％琼脂，作上层培养基用）5 管，灭菌小试管 5 支，灭菌 1 毫升吸管10 支，48 ℃ 水浴箱等。灭菌吸管，灭菌玻璃途布器，灭菌蔡氏细菌滤器，灭菌抽滤器，恒温水浴箱，真空泵等。

三、操作步骤

1、 噬菌体的分离

（1） 制备菌悬液取大肠杆菌斜面一支，加4ml 无菌水洗下菌苔，制成菌悬液。

（2） 增殖培养 于100ml 三倍浓缩的肉膏蛋白胨液体培养基的三角烧瓶中，加入污水样品200ml与大肠杆菌悬液2ml，37℃培养12～24 小时。

（3） 制备裂解液将以上混合培养液2500r/min 离心15 分钟。将以灭菌的蔡氏过滤器用无菌操作安装于灭菌抽滤瓶上，用橡皮管连接抽滤瓶与安全瓶，安全瓶再连接于真空泵（如图2）。图上的真空表接或不接均可。

将离心上清夜倒入滤器，开动真空泵，过滤除菌。所得滤液倒入灭菌三角瓶内，37℃培养过夜，以作无菌检查。

（4）确证试验经无菌检查没有细菌生长的滤液作进一步证明噬菌体的存在。

（a）于肉膏蛋白胨琼脂平板上加一滴大肠杆菌悬液，再用灭菌玻璃涂布器将菌液涂布成均匀的一薄层。

(b) 待平板菌液干后，分散滴加数小滴滤液于平板菌层上面，里 37℃ 培养过夜。如果在滴加滤液处形成无菌生长的透明噬菌斑，便证明滤液中有大肠杆菌噬菌体。

2 、噬菌体的纯化

（1）如果已证明确有噬菌体的存在，便用接种环取菌液一环接种于液体培养基内，再加人0.1 毫升大肠杆菌悬液，使混合均匀。

( 2 ）取上层琼脂培养基，溶化并冷至48℃（可预先溶化、冷却，放48℃ 水溶箱内备用）, 加入以上噬菌体与细菌的混合液0.2 毫升，立即混匀。

( 3 ）并立即倒人底层培养基上，混匀。置37℃ 培养12 小时。

( 4 ）此时长出的分离的单个噬菌斑，其形态、大小常不一致，再用接种针在单个噬菌斑中刺一下，小心采取噬菌体，接入含有大肠杆菌的液体培养基内。于37℃ 培养。

（5）等待管内菌液完全溶解后，过滤除菌，即得到纯化的噬菌体。

（以上（1 ) ( 2 ) ( 3 ）三步骤，目的是在平板上得到单个噬菌斑，能否达到目的，决定于所分离得到的噬菌体滤液的浓度和所加滤液的量，最好在做无菌实验的同时，由教师先做顶备试脸，若平板上的噬菌体连成一片，则需减少接种量（少于一环）或增加液体培养基的量；若噬菌斑太少，则增加接种量。以免全班同学重做）。

3 、高效价噬菌体的制备

刚分离纯化所得到的噬菌体往往效价不高，需要进行增殖。将纯化了的噬菌体滤液与液体培养基按l : 10 的比例混合，再加入大肠杆菌悬液适量（可与噬菌体滤液等量或1/2 的量），培养，使增殖，如此重复移种数次，最后过滤，可得到高效价的噬菌体制品。

4、噬菌体是效价测定

（1）稀释噬菌体

（a）将4 管含有0.9 毫升液体培养基的试管分别标写10-3，10-4，10-5 和10-6。

(b)用1 毫升无菌吸管吸0.1 毫升10-2 大肠杆菌噬菌体，注入10-3 的试管中，旋摇试管，使混匀。

(c)用另一支无菌吸管从吸0.1 毫升10-3 大肠杆菌噬菌体，注入10-4 的试管中，旋摇试管，使混匀。余类推，稀释到10-6 管中，混匀，如图所示。

（2)噬菌体与菌液的混合

（a）将 5 支灭菌空试管分别标写10-4，10-5，10-6，10-7 和对照

( b ）用吸管从 10 -3 噬菌体稀释管吸0.1 毫升加人 10-4 的空试管内，用另一支吸管从 10-4 稀释管内吸0.1 毫升时加人10-5 空试管内，如图 1 直至 10-7 管。

( C）将大肠杆菌培养液摇匀，用吸管取菌液 0.9 毫升加人对照试管内，再吸0.9 毫升假如10-7 试管，如此从最后一管加起，直至 10-4 管，各管均加 0.9 毫升大肠杆菌培养液。

（D）将以上试管旋摇混匀。'760')this.width='760';" border=0>

（1）将5 管上层培养基融化，标写10-4，10-5，10-6，10-7 和对照，使冷却至48℃，并放入48℃水浴箱内。

（2 ）分别将 4 管混合液和对照管对号加入上层培养基试管内。每一管加入混合液后，立即旋摇混匀。

（3）混合液加入上层培养基中

（4）接种了的上层培养基倒入底层平板上 ( a ）将旋摇均匀的上层培养基迅速对号倒入底层平板上，放在台面上摇匀，使上层培养基铺满平板。 ( b ）凝固后，放置37℃培养

(5) 观察平板中的噬菌斑将每个稀释度的噬菌斑数目记录于实验报告表格内，并选取30-300 个噬菌斑的平板计算算每毫升未稀释的原液的噬菌体数（效价）。噬菌体效价=噬菌斑数 x 稀释倍数 x 10

五、实验报告

l 、结果

绘图表示平板上出砚的噬菌斑并计算每毫升未稀释的原液的噬菌体数