宋士良
(上海邦成生物工程有限公司,上海 201506)
嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus),1900年首先從嬰兒糞便中分離出來,當(dāng)時(shí)被命名為嗜酸芽孢桿菌(Bacillus acidophilus)。1970年經(jīng)Hanson和Moquot重新鑒定、分類后,修改為現(xiàn)在的名稱,屬于乳桿菌屬,革蘭氏陽(yáng)性桿菌(Widyastuti等,2014)[1]。嗜酸乳桿菌是少數(shù)可以存活并定植于人或動(dòng)物腸道內(nèi)的益生菌之一,其在腸道內(nèi)的定植能力強(qiáng)于其它微生物。它能競(jìng)爭(zhēng)性地定植于小腸上皮細(xì)胞,產(chǎn)生細(xì)菌素和有機(jī)酸,維持腸道內(nèi)低pH環(huán)境,促進(jìn)腸道中微生態(tài)環(huán)境的正?;⊿capin等,2013)[2]。嗜酸乳桿菌作為動(dòng)物腸道中重要的益生菌,具有維護(hù)動(dòng)物腸道健康、緩解不良應(yīng)激、改善飼養(yǎng)環(huán)境、調(diào)節(jié)機(jī)體脂肪代謝和改善畜禽產(chǎn)品品質(zhì)等功能(胡國(guó)才等,2013)[3]。La-0231菌株分離自仔豬新鮮糞便,經(jīng)16SrDNA測(cè)序及生理生化特性鑒定確認(rèn)其為嗜酸乳桿菌。
1.1.1 分離源仔豬新鮮糞便。
1.1.2 分離培養(yǎng)基MRS(含溴甲酚紫)固體培養(yǎng)基:葡萄糖20g,蛋白胨10g,牛肉浸膏10g,酵母浸粉5g,檸檬酸氫二銨2g,K2HPO42g,NaAc·3H2O 5g,MgSO4·7H2O 0.58g,MnSO4·4H2O 0.25g,吐溫80 1mL,蒸餾水定容1000mL,瓊脂20g,pH6.0~6.5,0.6%溴甲酚紫1mL。
1.1.3 牛奶管保種培養(yǎng)基脫脂奶粉10g,酵母膏2g,葡萄糖1g,蒸餾水100mL。
1.1.4 鑒定培養(yǎng)基MRS固體培養(yǎng)基:葡萄糖20g,蛋白胨10g,牛肉膏10g,酵母浸粉5g,檸檬酸氫二銨2g,K2HPO42g,NaAc·3H2O 5g,MgSO4·7H2O 0.58g,MnSO4·4H2O 0.25g,吐溫80 1mL,蒸餾水定容1000mL,瓊脂20g(MRS液體培養(yǎng)基不加瓊脂),pH6.0~6.5。
1.1.5 細(xì)菌生化鑒定管 苦杏仁苷、水楊苷、七葉靈、纖維二糖、果糖、半乳糖、麥芽糖、棉籽糖、蔗糖、海藻糖、乳糖、甘露糖、接觸酶等的細(xì)菌生化鑒定管。
1.1.6 定量抗生素紙片標(biāo)準(zhǔn)品 實(shí)驗(yàn)用定量抗生素紙片標(biāo)準(zhǔn)品,由中國(guó)食品藥品檢定研究院出品。
1.1.7 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 選用健康成年ICR小鼠80只,雌雄各半,雌性小鼠體重范圍17.92g~21.89g,雄性小鼠體重范圍19.20g~22.79g。
1.2.1 菌株分離純化步驟
①將采集的仔豬新鮮糞便逐級(jí)稀釋,取0.1mL稀釋液涂布于MRS(含溴甲酚紫)固體培養(yǎng)基平板(下同)上,37℃兼性厭氧培養(yǎng)2d。
②將培養(yǎng)好的平板取出,選取所有菌落形態(tài)為黃色、表面濕潤(rùn)、平凸、邊緣整齊、大小在0.5mm~2.5mm的單菌落,對(duì)應(yīng)作標(biāo)記,在無菌條件下挑取作記號(hào)的菌落,革蘭氏染色,保留鏡檢形態(tài)為桿菌、兩端圓、大小通常為0.6μm×1.5μm~0.9μm×6.0μm,以單個(gè)、成雙或短鏈出現(xiàn)的單菌落,并將平板上保留的單菌落標(biāo)記為嗜酸乳桿菌疑似菌株。
③將疑似菌株采用劃線的方式轉(zhuǎn)接到空白平板上,37℃,兼性厭氧培養(yǎng)2d,進(jìn)行初步的菌株純化。
④選取上述相同菌落形態(tài)的單菌落,再劃線轉(zhuǎn)接到空白平板上,37℃兼性厭氧培養(yǎng)2d,進(jìn)一步對(duì)菌株進(jìn)行純化。反復(fù)多次,直至鏡檢無雜菌。
⑤選取上述相同菌落形態(tài)的單菌落,轉(zhuǎn)接到保種牛奶管中,37℃兼性厭氧培養(yǎng)15h,2℃~4℃冰箱冷藏保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 菌種鑒定
①生理生化特性鑒定。采用細(xì)菌生化鑒定管法測(cè)定。
②16SrDNA測(cè)序。分離、純化菌種,委托上海美吉生物醫(yī)學(xué)科技有限公司進(jìn)行測(cè)序,經(jīng)16SrDNA基因作為Marker片段,通用引物擴(kuò)增出基因中16SrDNA序列,再進(jìn)行電泳檢測(cè),使用3730XL測(cè)序儀進(jìn)行一代雙末端測(cè)序,獲得abi測(cè)序峰圖文件,通過軟件組裝后,與NT數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì),獲得近源物信息。
1.2.3 抗生素敏感試驗(yàn) 采用K-B法測(cè)定。
1.2.4 菌株毒力試驗(yàn)
①培養(yǎng)物制備。將嗜酸乳桿菌La-0231菌株轉(zhuǎn)接至MRS固體培養(yǎng)基上,37℃兼性厭氧培養(yǎng)48h;挑取單菌落轉(zhuǎn)接至MRS液體培養(yǎng)基中,37℃兼性厭氧培養(yǎng)48h后,將部分培養(yǎng)液常溫下濃縮5倍備用,其余直接供實(shí)驗(yàn)用。
②活菌計(jì)數(shù)。無菌吸取上述①中培養(yǎng)液1mL,加入9mL無菌生理鹽水稀釋液中混勻,并進(jìn)行10倍梯度稀釋,選擇合適的2~3個(gè)稀釋度,吸取0.1mL稀釋液分別涂布于MRS固體培養(yǎng)基平板上,每個(gè)稀釋度2塊平板,置37℃,兼性厭氧培養(yǎng)48h,計(jì)數(shù)。
③小鼠毒力試驗(yàn)。小鼠80只,雌雄各半,分別隨機(jī)分為4組。劑量組設(shè)置為:培養(yǎng)基空白對(duì)照組、培養(yǎng)基5倍濃縮空白對(duì)照組、培養(yǎng)物原液組、培養(yǎng)物5倍濃縮組。將受試物以0.02mL/g體重的劑量給小鼠灌胃,連續(xù)灌服3d,觀察7d,記錄實(shí)驗(yàn)過程中小鼠的中毒表現(xiàn)或死亡情況。
以下試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為2次重復(fù)的平均值,數(shù)據(jù)經(jīng)過Excel 2016處理后,定量測(cè)定數(shù)據(jù)利用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析,差異顯著時(shí)采用Duncan’s法進(jìn)行多重比較,試驗(yàn)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)”表示,顯著性水平為0.05。
2.1.1 菌株分離純化
試驗(yàn)采用仔豬新鮮糞便,逐級(jí)稀釋涂布平板培養(yǎng),從菌落形態(tài)、菌體顯微形態(tài)、革蘭氏染色著手挑取單菌落,再經(jīng)反復(fù)多次劃線分離菌種,獲得純化菌株。該純化菌株菌落形態(tài)、菌體顯微形態(tài)和革蘭氏染色特征見圖1。
圖1 純化菌株菌落形態(tài)、菌體顯微形態(tài)和革蘭氏染色特征
2.1.2 生理生化特性鑒定結(jié)果
采用劃線的接種方式,將牛奶管中保存的菌種,轉(zhuǎn)接到MRS固體培養(yǎng)基平板上,37℃兼性厭氧培養(yǎng)2d,進(jìn)行菌種純化。挑取培養(yǎng)好的單菌落,轉(zhuǎn)接到MRS固體培養(yǎng)基平板上,37℃兼性厭氧培養(yǎng)2d,收集培養(yǎng)好的菌苔,進(jìn)行菌種的細(xì)菌生化管鑒定。鑒定結(jié)果見表1。
表1 嗜酸乳桿菌La-0231菌株細(xì)菌生化管鑒定結(jié)果
從表1的檢測(cè)結(jié)果可以看出,La-0231菌株能利用葡萄糖產(chǎn)乳酸;接觸酶陰性;能在pH4.5,15℃~45℃溫度環(huán)境下,厭氧或好氧生長(zhǎng);能發(fā)酵牛奶產(chǎn)酸凝固;能利用苦杏仁苷、水楊苷、七葉靈、纖維二糖、果糖、半乳糖、麥芽糖、棉籽糖、蔗糖、海藻糖、乳糖、甘露糖等碳水化合物產(chǎn)生乳酸。生理生化特性鑒定為嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)。
2.1.3 16SrDNA測(cè)序結(jié)果
采用劃線的接種方式,將牛奶管中保存的菌種,轉(zhuǎn)接到MRS固體培養(yǎng)基平板上,37℃兼性厭氧培養(yǎng)2d,進(jìn)行菌種純化。挑取培養(yǎng)好的單菌落,轉(zhuǎn)接到MRS固體培養(yǎng)基平板上,37℃兼性厭氧培養(yǎng)2d。分離、純化好的菌種,經(jīng)16SrDNA基因作為Marker片段,通用引物擴(kuò)增出基因中16SrDNA序列,獲得其特征序列圖,見圖2。
從圖2的測(cè)序結(jié)果可以看出,La-0231菌株其16SrDNA序列為1460bp,與嗜酸乳桿菌模式菌株KLDS 1.0701進(jìn)行比對(duì),其16SrDNA基因序列相似性達(dá)99.86%,鑒定結(jié)果為嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)。
圖2 嗜酸乳桿菌La-0231菌株16Sr DNA特征序列
2.2.1 抗生素敏感性測(cè)試結(jié)果
采用K-B法,測(cè)定嗜酸乳桿菌La-0231菌株對(duì)30種抗生素的敏感性。檢測(cè)結(jié)果見表2。
表2 嗜酸乳桿菌La-0231菌株對(duì)30種抗生素的敏感性測(cè)試結(jié)果
從表2的測(cè)試結(jié)果可以看出,嗜酸乳桿菌La-0231菌株對(duì)青霉素、羧芐青霉素、四環(huán)素、慶大霉素、氯霉素、阿奇霉素、卡那霉素、鏈霉素、強(qiáng)力霉素、克拉霉素、氯霉素、頭孢曲松、頭孢哌酮、呋喃妥因、頭孢噻吩、頭孢他啶、頭孢克洛、頭孢唑啉、頭孢噻肟、阿莫西林、哌拉西啉、復(fù)方新諾明敏感;對(duì)環(huán)丙沙星、氧氟沙星、阿米卡星、妥布霉素、阿米卡星中度敏感;對(duì)氟羅沙星、洛美沙星、諾氟沙星不敏感。
2.2.2 菌株毒力測(cè)試結(jié)果
①培養(yǎng)物原液中活菌計(jì)數(shù)結(jié)果
將嗜酸乳桿菌La-0231菌株轉(zhuǎn)接至MRS液體培養(yǎng)基中,37℃兼性厭氧培養(yǎng)48h后,對(duì)培養(yǎng)物原液進(jìn)行10倍梯度稀釋,平板計(jì)數(shù),結(jié)果見表3。
表3 嗜酸乳桿菌La-0231菌株培養(yǎng)物原液中活菌計(jì)數(shù)結(jié)果
從表3的檢測(cè)結(jié)果可以看出,培養(yǎng)物中的活菌數(shù)為2.65×108CFU/mL或2.70×108CFU/mL,兩個(gè)稀釋度檢測(cè)結(jié)果無顯著性差異(P>0.05)。
②培養(yǎng)物對(duì)小鼠體重的影響
將嗜酸乳桿菌La-0231菌株轉(zhuǎn)接至MRS液體培養(yǎng)基中,37℃兼性厭氧培養(yǎng)48h后,將部分培養(yǎng)液常溫下濃縮5倍,其余培養(yǎng)液直接供試驗(yàn)用。分別試驗(yàn)對(duì)雄性小鼠體重和雌性小鼠體重的影響。結(jié)果見表4、表5。
表4 嗜酸乳桿菌La-0231菌株培養(yǎng)物對(duì)雄性小鼠體重的影響
從表4的檢測(cè)結(jié)果可以看出,雄性小鼠的初始體重和終體重在培養(yǎng)物組與其相應(yīng)的對(duì)照組間比較,差異均無顯著性(P>0.05)。即在試驗(yàn)期間,嗜酸乳桿菌La-0231菌株培養(yǎng)物對(duì)雄性小鼠體重?zé)o影響。
表5 嗜酸乳桿菌La-0231菌株培養(yǎng)物對(duì)雌性小鼠體重的影響
從表5的檢測(cè)結(jié)果可以看出,雌性小鼠的初始體重和終體重在培養(yǎng)物組與其相應(yīng)的對(duì)照組間比較,差異均無顯著性(P>0.05)。即在試驗(yàn)期間,嗜酸乳桿菌La-0231菌株培養(yǎng)物對(duì)雌性小鼠體重?zé)o影響。
③活菌對(duì)小鼠毒性作用結(jié)果
將受試物以0.02mL/g體重的劑量給小鼠灌胃,連續(xù)灌服3d,觀察7d,記錄實(shí)驗(yàn)過程中小鼠的中毒表現(xiàn)或死亡情況。結(jié)果見表6。
表6 嗜酸乳桿菌La-0231菌株活菌對(duì)小鼠毒性作用情況
從表6的檢測(cè)結(jié)果可以看出,以0.02mL/g體重劑量嗜酸乳桿菌La-0231菌株活菌培養(yǎng)物(原液和濃縮液),給小鼠灌胃,連續(xù)灌服3d,觀察7d,未見受試小鼠有毒性反應(yīng)或死亡情況。
張雅茹等(2017)從青海酸奶中分離出一株嗜酸乳桿菌,經(jīng)細(xì)菌形態(tài)學(xué)和16SrDNA序列同源性分析鑒定確認(rèn),并對(duì)其進(jìn)行了降血脂的研究[4]。吳家鑫等(2019)從廣西桂林市黃洛瑤寨地區(qū)淘米水發(fā)酵液中分離得到3株嗜酸乳桿菌疑似菌株,其中3號(hào)菌株菌落形態(tài)、顯微形態(tài)、革蘭氏染色符合嗜酸乳桿菌特征;46項(xiàng)生理生化指標(biāo)與嗜酸乳桿菌接近,鑒定可信度達(dá)到90%;經(jīng)過16SrDNA鑒定后,其與嗜酸乳桿菌的同源性高達(dá)99%,確認(rèn)其為嗜酸乳桿菌,命名為CFC-001[5]。王麗等(2017)從健康雞腸道中分離獲得3株疑似乳桿菌,并對(duì)其分別命名。通過對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌的抑菌試驗(yàn),以及耐受性試驗(yàn)獲得一株益生效果較高的菌株S-3,通過傳統(tǒng)的形態(tài)、生理生化方法和16SrDNA分子鑒定,確定S-3為嗜酸乳桿菌[6]。蔡熙姮等(2020)從藍(lán)狐的腸道內(nèi)容物中分離到1株優(yōu)勢(shì)乳酸菌,命名為ZJBF300。經(jīng)菌落形態(tài)、生理生化特性和16SrRNA基因序列分析將其鑒定為嗜酸乳桿菌[7]。胡國(guó)才等(2015)從仔豬新鮮糞便中分離純化了1株嗜酸乳桿菌菌株La-5,通過逐步提高培養(yǎng)基酸度、膽鹽濃度和培養(yǎng)溫度,對(duì)分離菌株進(jìn)行馴化,獲得一株具有耐低pH、高濃度膽鹽及高溫特性的菌株La-5c[8]。杜志琳等(2016)從健康豬腸道內(nèi)容物中分離獲得5株疑似乳桿菌菌株,通過生理生化和分子生物學(xué)鑒定方法,綜合確定其中一株菌為嗜酸乳桿菌,命名為HEW-A701。并對(duì)其耐酸性能、耐膽鹽性能和對(duì)致病菌拮抗性能進(jìn)行研究[9]。張艷萍等(2017)從健康仔豬糞便中分離獲得9個(gè)菌株,通過對(duì)菌株形態(tài)及生理生化特性鑒定,得到2株疑似嗜酸乳桿菌菌株,分別命名為L(zhǎng)102和L106,通過16SrDNA分析表明,菌株L102和L106均為嗜酸乳桿菌,并對(duì)2株菌的益生特性進(jìn)行研究[10]。梁東梅等(2018)選取健康豬糞便,利用選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行厭氧培養(yǎng)和單克隆純化,共獲得3株乳酸桿菌,通過生化鑒定、16SrRNA基因序列測(cè)定和同源性分析,確定其中一株分離菌株為嗜酸乳桿菌。采用牛津杯法、活菌計(jì)數(shù)法和細(xì)胞試驗(yàn)等研究了其體外抑菌活性、黏附性及競(jìng)爭(zhēng)性黏附豬小腸上皮細(xì)胞(IPEC-J2)的益生特性[11]。本試驗(yàn)從菌落形態(tài)、菌體顯微形態(tài)、革蘭氏染色著手,分離、純化菌種,通過生理生化特性和16SrDNA基因序列分析,將其鑒定為嗜酸乳桿菌,命名為L(zhǎng)a-0231菌株。
杜金城(2017)測(cè)試了4株嗜酸乳桿菌(KLDS1.0901、1.0902、1.1003和NCFM)對(duì)10種抗生素(青霉素、阿莫西林、慶大霉素、鏈霉素、卡那霉素、紅霉素、四環(huán)素、利福平、萬古霉素和氯霉素)的敏感性,結(jié)果KLDS1.0901菌株對(duì)氨基糖苷類的慶大霉素、鏈霉素和卡那霉素耐受,對(duì)其余7種抗生素敏感;KLDS1.0902菌株對(duì)慶大霉素和卡那霉素耐受,對(duì)其余8種抗生素敏感;KLDS1.1003菌株與KLDS1.0902菌株一致;NCFM菌株對(duì)慶大霉素、鏈霉素和卡那霉素耐受,對(duì)四環(huán)素和利福平中介,對(duì)其余5種抗生素敏感[12]。于鴻晶等(2019)采用最低抑菌濃度法檢測(cè)嗜酸乳桿菌YIT2004菌株對(duì)抗生素的敏感性,提取YIT2004菌株基因組,用特異性引物對(duì)耐藥基因進(jìn)行PCR擴(kuò)增。結(jié)果顯示嗜酸乳桿菌YIT2004菌株對(duì)青霉素、氨芐西林、亞胺培南、慶大霉素、紅霉素和克林霉素敏感,對(duì)萬古霉素固有耐藥且其耐藥性不可傳遞[13]。本試驗(yàn)采用K-B法,測(cè)定了嗜酸乳桿菌La-0231菌株對(duì)30種抗生素的敏感性,結(jié)果顯示其對(duì)22種抗生素敏感,對(duì)5種抗生素中度敏感,對(duì)3種抗生素不敏感。毒力試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果說明,嗜酸乳桿菌La-0231菌株培養(yǎng)物對(duì)雄性和雌性小鼠體重?zé)o影響;以0.02mL/g體重劑量活菌培養(yǎng)物(原液和濃縮液),給小鼠灌胃,未見受試小鼠有毒性反應(yīng)或死亡情況。
本試驗(yàn)采用仔豬新鮮糞便,從菌落形態(tài)、菌體顯微形態(tài)、革蘭氏染色著手,分離、純化菌種,通過生理生化特性和16SrDNA基因序列分析,將分離純化菌株鑒定為嗜酸乳桿菌,命名為L(zhǎng)a-0231菌株。采用K-B法,測(cè)定了嗜酸乳桿菌La-0231菌株對(duì)30種抗生素的敏感性,結(jié)果顯示其對(duì)青霉素、羧芐青霉素、四環(huán)素、慶大霉素、氯霉素、阿奇霉素、卡那霉素、鏈霉素、強(qiáng)力霉素、克拉霉素、氯霉素、頭孢曲松、頭孢哌酮、呋喃妥因、頭孢噻吩、頭孢他啶、頭孢克洛、頭孢唑啉、頭孢噻肟、阿莫西林、哌拉西啉、復(fù)方新諾明敏感;對(duì)環(huán)丙沙星、氧氟沙星、阿米卡星、妥布霉素、阿米卡星中度敏感;對(duì)氟羅沙星、洛美沙星、諾氟沙星不敏感。毒力試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果說明,嗜酸乳桿菌La-0231菌株對(duì)動(dòng)物安全,是一株有待開發(fā)利用的豬源嗜酸乳桿菌。