漫話選擇培養(yǎng)基的應用

王守民

河北省灤平縣第一中學(068250)

選擇培養(yǎng)基是根據(jù)某種或某一類微生物生長的特殊營養(yǎng)或條件需要，或對某種化合物的敏感性不同，而設計出來的一類培養(yǎng)基。是在培養(yǎng)基中加入或除去某種化學物質，改變生長條件，以抑制不需要的微生物生長，促進所需要的微生物生長。利用這種培養(yǎng)基，可將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來?，F(xiàn)代生物工程中，也常用選擇培養(yǎng)基來篩選具有重組DNA的受體細胞或雜種細胞等細胞。現(xiàn)就高中生物教材中涉及到的利用選擇培養(yǎng)基進行選擇的原理和應用簡介如下。

1 利用微生物或細胞對無機鹽的特殊需求進行選擇

在加入高濃度氯化鈉溶液的培養(yǎng)基中，金黃色葡萄球菌能夠生長，而其他微生物不能生存，從而可將金黃色葡萄球菌與其他微生物進行分離。通過設置不同濃度梯度的含鹽培養(yǎng)液，用于培養(yǎng)農(nóng)作物，就可篩選出耐鹽的植物。

2 運用生物對碳源的特殊需要進行篩選

在不加入有機碳源的培養(yǎng)基中，因不能利用無機物合成有機物，使得異養(yǎng)型生物無法生存，而自養(yǎng)型生物(如藍藻、硝化細菌等)能合成有機物得以生存，從而將自養(yǎng)型生物從異養(yǎng)型生物中分離出來。要培養(yǎng)異養(yǎng)型生物就必須加入相應的有機碳源。在只以甲基營養(yǎng)物為唯一碳源的培養(yǎng)基中，就可篩選出甲烷氧化菌。用只含纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基，可分離出能分解利用纖維素的微生物。用只含石油為唯一碳源的培養(yǎng)基，可分離出能分解石油的假單胞桿菌。

3 根據(jù)微生物對氮源的特殊需要進行分離

在無氮源的培養(yǎng)基中，其他生物包括共生固氮菌因不能固氮使其無法生存，而自生固氮菌(如圓褐固氮菌)能夠固氮就能生長繁殖，這樣就可以利用無氮源的培養(yǎng)基把自生固氮菌分離出來。以尿素作為唯一氮源的培養(yǎng)基中，只有能合成尿酶的微生物能分解尿素而得以生長繁殖，可選擇出只能利用尿素的微生物(尿素分解細菌)。利用只含蛋白質為唯一氮源的培養(yǎng)基，可分離出能分泌胞外蛋白酶的微生物。

4 依據(jù)微生物或細胞對生長因子的特殊需求加以選擇

細胞工程中，在HAT培養(yǎng)基(即加入次黃嘌呤—氨基嘌呤—胸腺嘧啶核苷的培養(yǎng)基)中，效應B細胞(漿細胞)及其自身相互融合細胞，雖能通過葉酸代謝的正常途徑，也能利用挽救旁路進行DNA復制，但因其高度分化而不能生長增殖。骨髓瘤細胞及其自身融合細胞，雖能通過葉酸代謝合成DNA，但因氨基嘌呤能阻斷葉酸代謝，不能通過葉酸代謝的正常途徑，同時也不能利用挽救旁路(由于缺乏HGPRT，無法將次黃嘌呤合成嘌呤核苷酸，造成DNA合成受阻)，因而不能生長增殖。只有雜交瘤細胞因有胸苷激酶或次黃嘌呤鳥嘌呤核糖轉移酶(HGPRT)，能通過葉酸代謝的正常途徑，也能利用挽救旁路進行DNA復制不能被阻斷而能增殖得以生存，因而在動物細胞工程中能篩選出雜交瘤細胞，同樣地可以在植物細胞工程中選擇出雜種細胞。在加有某種生長因子的培養(yǎng)基中，可將不同營養(yǎng)缺陷型的細菌分離開來，如在加有賴氨酸的培養(yǎng)基中，賴氨酸缺陷型能生存，而生物素缺陷型不能存在，從而可將賴氨酸缺陷型細菌與生物素缺陷型細菌分離。

5 利用微生物或細胞對藥物的敏感性加以篩選

在加有青霉素的培養(yǎng)基中，因其能抑制原核生物細胞壁的形成而不能存活，而真核生物(如真菌)就不受影響，因此可用它將真核生物與原核生物分開。在加有抗生素的培養(yǎng)基中，因少數(shù)細菌發(fā)生了抗藥性變異而能夠生長繁殖，而大多數(shù)細菌無抗藥性變異不能生存，這樣可以篩選出抗藥性的菌種?；蚬こ讨?，在加有某種抗生素的培養(yǎng)基中(如四環(huán)素或青霉素或氨芐青霉素等的培養(yǎng)基)，導入了含有這些抗生素抗性基因的質?；蛑亟M質粒的細胞，因有了抗藥性能得以生存而被選擇出來。

6 運用微生物對溫度的不同要求加以分離

通過對培養(yǎng)基進行高溫保存，就可以將耐高溫的細菌從其他微生物中分離出來。

7 根據(jù)微生物對酸堿度的不同要求進行選擇

在較低酸堿度的培養(yǎng)基中，耐酸或產(chǎn)酸的大腸桿菌或乳酸菌等能夠存活，可以將耐酸或產(chǎn)酸的微生物選擇出來。

8 依據(jù)微生物對氧氣的需求進行篩選

對培養(yǎng)基進行密閉處理，可將厭氧型細菌和兼性厭氧型細菌從好氧型細菌中分離出來。

9 利用特定的化學反應加以選擇

利用加有特定抗原的培養(yǎng)基進行單孔培養(yǎng)，就可將能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞選擇出來。

10 運用細胞或生物的一些特殊需要進行分離

利用活雞胚等特定的活體培養(yǎng)基，可以培養(yǎng)禽流感病毒等特定的病毒。利用加有動物血清的培養(yǎng)基可分離出動物細胞。利用含特定病菌的培養(yǎng)液來栽培植物，可選擇出抗病植物品種。

11 小結

總之，利用微生物或細胞對生長條件的特殊需求，加入或除去特定的物質(或條件)，就可把需要的微生物或細胞分離出來，達到選擇目的。