好氧菌、厭氧菌、兼性厭氧菌:如何根據(jù)氧氣需求選擇培養(yǎng)條件?
好氧菌、厭氧菌和兼性厭氧菌對氧氣的需求不同,因此在實驗室培養(yǎng)時需要根據(jù)其生理特性選擇合適的培養(yǎng)條件。以下是三類微生物的定義及其對應(yīng)的培養(yǎng)策略:
1. 好氧菌(Obligate aerobes)
特點:必須在有氧環(huán)境中才能生長,依賴氧氣進行有氧呼吸以獲取能量。
代表菌種:結(jié)核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)。
培養(yǎng)條件:
通氣良好:使用搖床振蕩培養(yǎng)或淺層靜置培養(yǎng),增加溶氧量。
普通需氧培養(yǎng)箱:空氣中含約21% O?,適合大多數(shù)好氧菌。
避免密封:防止氧氣耗盡。
2. 厭氧菌(Obligate anaerobes)
特點:氧氣對其有毒害作用,只能在無氧條件下生長,通常通過發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能。
代表菌種:產(chǎn)氣莢膜梭菌(Clostridium perfringens)、破傷風(fēng)梭菌(Clostridium tetani)。
培養(yǎng)條件:
嚴格無氧環(huán)境:使用厭氧罐(Anaerobic jar)配合產(chǎn)氣袋(如GasPak系統(tǒng))去除氧氣。 或使用厭氧工作站(Anaerobic chamber),維持<0.5% O?。 還原性培養(yǎng)基:添加還原劑如巰基乙酸鈉(thioglycolate)、半胱氨酸等,降低氧化還原電位(Eh)。
深層穿刺接種:在硫乙醇酸鹽流體培養(yǎng)基中,細菌只在底部(無氧區(qū))生長。
3. 兼性厭氧菌(Facultative anaerobes)
特點:無論有氧或無氧環(huán)境均可生長,但有氧時通過有氧呼吸產(chǎn)能效率更高。
代表菌種:大腸桿菌(Escherichia coli)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。
培養(yǎng)條件:
通用性強:可在普通需氧條件下良好生長。
若研究其厭氧代謝:可置于微需氧或厭氧環(huán)境中(如厭氧罐),但非必需。
液體培養(yǎng)時:靜置培養(yǎng)下可在培養(yǎng)基各層生長(表面更密集)。
快速判斷方法(實驗輔助):
使用硫乙醇酸鹽流體培養(yǎng)基(Fluid Thioglycollate Medium, FTM):
好氧菌:僅在培養(yǎng)基上層(近氧處)生長。
厭氧菌:僅在底部(無氧區(qū))生長。
兼性厭氧菌:整個培養(yǎng)基均勻生長,上層更濃。
微需氧菌:在中上層狹窄區(qū)域生長(需5–10% O?)。
總結(jié)表:
合理選擇培養(yǎng)條件不僅能提高分離培養(yǎng)成功率,還能避免因氧氣不當(dāng)導(dǎo)致的菌體死亡或代謝異常。


