一、實驗目的
(1)了解細菌群體感應的檢測原理。(2)掌握細菌群體感應的檢測方法,為基於細菌群體感應抑製劑的篩選提供指導。
二、實驗原理群體感應
(quorumsensing)是指細菌向環境中分泌、釋放一些小分子量的化學信號分子促進細菌個體間的相互交流,協調群體行為從而調節微生物生理特性的機製。紫色色杆菌(Chromobacteriumviolaceum)紫色素的合成機製受細菌群體感應的調控。紫色色杆菌突變株CV026為ATCC31532的mini\|Tn5突變體,不能合成AI\|1信號分子(酰基高絲氨酸內酯類化合物,AHLs),因而不能產生紫色色素;當外源環境中存在較高濃度的AHLs,菌體會產生特征性的紫色色素,指征細菌群體感應調控的相關基因表達。AgrobacteriumtumefaciensA136(pCF218/pCF372)含有ptraI\|lacZ融合基因和traR基因,細胞自身不合成高絲氨酸內酯。當環境中存在信號分子時,TraR5與信號分子結合從而啟動啟動子的轉錄,進而使lacZ基因表達半乳糖酶,從而使培養基(加入有X\|gal)變藍色。Ⅱ類信號分子即自誘導物AI\|2(呋喃硼酸二酯類化合物),首先在哈氏弧菌(Vibrioharveyi)群體感應係統時發現。用於檢測AI\|2的指示菌是哈氏弧菌BB170,能特異性地檢測環境中的Ⅱ類信號分子並生物發光,通過檢測光強度方法可以方便地檢測出目標菌是否能產生Ⅱ類信號分子或者樣品中是否含有此類信號分子。哈氏弧菌BB152(autoinducer1-,autoinducer2+)為AI\|1缺陷型,可產生AI\|2,實驗中作為陽性對照。
三、實驗器材(1)菌種:紫色杆菌(Chromobacteriumviolaceum)CV026,根癌農杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)A136,哈氏弧菌(Vibrioharveyi)BB170,哈氏弧菌(Vibrioharveyi)BB152,待測樣品。(2)培養基:液體LB培養基、固體LB培養基、LM培養基、AB培養基。(3)抗生素:A136菌種培養用壯觀黴素(Sp)50μg/mL、四環素(Tc)45μg/mL。CV026菌種培養用卡那黴素(Km)20μg/mL。(4)儀器:恒溫培養箱、恒溫調速搖床、移液槍、pH計、電子天平、電熱鼓風幹燥箱、無菌操作台、電磁爐、-80℃冰箱、-20℃冰箱、台式高速冷凍離心機、微生物高通量篩選係統—熒光檢測儀、022微米濾膜、1mL一次性無菌注射。(5)其他:培養皿、三角瓶、打孔器。
四、實驗步驟(一)高絲氨酸內酯類信號分子(AI\|1)檢測1.平行劃線法(1)指示菌(CV026或A136)與待測菌過夜活化培養,培養基中加入相應的抗生素。(2)用接種環或牙簽(滅菌)分別挑取指示菌和待測菌在LB平板上平行劃線。(3)指示菌本身作陰性對照,分別用C6和C8的信號分子作陽性對照。(4)用A136為指示菌時固體LB中加入終濃度為50μg/mL的X\|gal。(5)將劃好的平板倒置於30℃的恒溫培養箱中過夜培養。示意圖如下:圖22\|1平板劃線檢測法
2.打孔法檢測法(1)培養液提取物的製備:待測菌過夜培養,離心獲得10mL上清液,用等體積的乙酸乙酯提取3次,有機相合並後,35℃旋轉蒸幹,再用適量的甲醇溶出(1~2mL),得粗提物。(2)報告平板製備:LB固體培養基加熱熔化,待冷卻至45℃左右加入10mL過夜培養的指示菌CV026或A136(加入終濃度為50μg/mL的X\|gal)混勻後立即倒平板。待凝固後,用直徑為6mm的打孔器(經滅菌處理)在平板上均勻打孔,在每孔中加入50μL上述提取液。30℃正置培養18h左右,觀察結果。示意圖如下:圖22\|2打孔檢測法