放線菌(Actinomycetes)是一種原核生物類群,在自然界中分布很廣,,是一類極其重要的微生物資源,,與人類的生產和生活關系極為密切,,突出的特性就是能產生大量的,、種類繁多的抗生素,。放線菌能形成分枝菌絲和分生孢子,,呈菌絲狀生長,主要通過形成無性孢子的方式進行繁殖,,也可借菌體分裂片段繁殖,。放線菌長到一定階段,一部分氣生菌絲形成孢子絲,,孢子絲成熟便分化形成許多孢子,,稱為分生孢子。
圖1 放線菌模式圖
圖2 放線菌的氣生菌絲和孢子絲
由于孢子因其體積小,、質輕、易飄散等特點,,極易造成同一固體平板上的不同單克隆菌落間產生交叉污染問題,,給放線菌的培養(yǎng)和分離帶來了巨大挑戰(zhàn)。
天木生物的高通量微升級液滴培養(yǎng)組學系統——MISS cell,,可將細胞(孢子)包裹于液滴中,,形成獨立的培養(yǎng)單元,避免菌絲或孢子飛散至其它液滴單克隆內,,從而克服菌株間的交叉污染問題,,提高獲得放線菌單克隆的效率和純度。本實驗基于菌絲體實現放線菌的分離與培養(yǎng),,為不產孢子的絲狀菌的分離培養(yǎng)提供一種分離培養(yǎng)方法,。
二、使用MISS cell分離培養(yǎng)放線菌
1.樣品預處理,,確定上機濃度
收集放線菌菌絲體(30℃,,培養(yǎng)4天),加入玻璃株打碎菌絲過濾,,通過血球計數板計數,,用BM培養(yǎng)基將樣品濃度稀釋至500-1000 CFU/mL,工作流程如下:
圖3 樣本處理工作流程
2.MISS cell分離培養(yǎng)
本實驗共生成2500個液滴,,培養(yǎng)96h后進行檢測及分選,,經過60分鐘的分選,共得到含菌液滴約500個,,MISS cell儀器工作流程如下圖所示。
圖4 MISS cell工作流程
3.實驗結果
1)生長速率對比:不同時間點觀察液滴及平板放線菌生長情況,,液滴培養(yǎng)1天后液滴中出現生長,,平板培養(yǎng)6天后出現菌絲生長,液滴培養(yǎng)放線菌生長速率顯著優(yōu)于平板培養(yǎng),,放線菌的最佳培養(yǎng)分選時間為4天,。
圖5 放線菌在固體平板上的生長情況
圖6 放線菌在液滴中的生長情況
圖7 放線菌培養(yǎng)4天,,在OD模式下的分選情況
圖8 放線菌培養(yǎng)4天,在熒光模式下的分選情況
三,、天木生物MISS cell儀器為放線菌的分離,、培養(yǎng)和篩選過程提供高通量、高效自動化解決方案
本研究中使用天木生物的MISS cell儀器,,共生成2500個液滴,,分選得到單菌落約500個,實現放線菌自動化培養(yǎng)和分選,,有效避免了菌株之間的交叉污染,。同時,對于不產孢子的絲狀菌也提供了一種分離培養(yǎng)方法,。本次實驗共計消耗培養(yǎng)基8ml,,全程自動化實現液滴生成、培養(yǎng)和篩選至96孔板中,,大幅提升單克隆獲取效率,,同時有效避免交叉污染問題,為放線菌的單克隆篩選提供了高效工具平臺,。
天木生物MISS cell儀器為包括放線菌在內含孢子的細菌,,提供了單克隆培養(yǎng)和高通量篩選的高效自動化實驗平臺,為菌株的培養(yǎng)和篩選提供強力支持,!