Регистрация




Ссылка на сайт:
УДК 637.1

СВОЙСТВА, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ АЦИДОФИЛЬНОЙ ПАЛОЧКИ.

2. СИСТЕМАТИКА И КУЛЬТИВИРОВАНИЕ

Иркитова А. Н., Каган Я. Р., Сергеева И. Я.

ГНУ Сибирский научно-исследовательский институт сыроделия Россельхозакадемии, Барнаул

Систематика и филогенетические связи

В настоящее время систематики подразделяют род Lactobacillus на три группы: IA (облигатно гомоферментативные), IB (факультативно гомоферментативные) и II (облигатно гетероферментативные) [153]. Группы легко различаются с помощью нескольких довольно простых фенотипических тестов и в основном соответствуют подродам Thermobacterium, Streptobacterium и Betabacterium «классической» классификации Orla-Jensen S. [138]. Однако внутри этих групп видовая идентификация нередко представляет серьезную проблему из-за невыраженности или вариабельности фенотипических признаков штаммов. Сказанное в полной мере касается таксономии L. acidophilus - типичного представителя группы IA [153]. Исследователи уже давно отметили гетерогенность штаммов, относимых к этому виду лактобацилл, которые можно было разделить на несколько биотипов или групп, например, по антигенам клеточной стенки [150, 151] или по электрофоретической подвижности лактатдегидрогеназ [105, 158]. Когда же в дополнение к фенотипическим тестам к ним применили различные методы молекулярно-генетического типирования [120, 114, 143, 124, 154, 81], подавляющее большинство исследованных штаммов распределилось по 6 гомологичным группам с очень высокой степенью гомологии внутри групп (95 % и выше); одну из этих групп составили штаммы, гомологичные неотиповому штамму L. acidophilus АТСС 4356, остальные 5 групп - штаммы, соответственно гомологичные типовым штаммам L. amylovorus АТСС 33620, L. crispatus АТСС 33820, L. gallinarum АТСС 33199, L. gasseri АТСС 33323 и L. johnsonii АТСС 33200. С учетом сводных данных генетического анализа, сегодня таксономия L. acidophilus выглядит следующим образом (рис. 1).

Использование молекулярно-генетических методов идентификации, основанных на степени гомологии всей ДНК [120] или на сравнении нуклеотидных последовательностей в вариабельных участках гена 16S рРНК [124], позволило не только четко дифференцировать 6 видов комплекса L. acidophilus (практически неразличимых по спектру ферментации углеводов), но и выявить, что эти виды составляют две подгруппы с высоким коэффициентом подобия внутри подгрупп и относительно низким - между подгруппами (рис. 1).

Сам факт существования близкородственных видов лактобацилл, образующих комплекс L. acidophilus, не должен вызывать удивления, если принять во внимание то разнообразие специфики экологических условий в нише их обитания (см. первую часть обзора), которое формируется в зависимости от видовой принадлежности (то есть, физиологических особенностей) и диеты организма-хозяина. По мнению Berger B. et al. [81], постепенное снижение сходства между членами группы L. acidophilus указывает на наличие сильного элемента вертикальной эволюции в данной естественной филогенетической группе.

Сем. Lactobacillaceae

Род Lactobacillus

Группы

IA (облигатно гомоферментативные)

IB (факультативно гомоферментативные)

II (облигатно гетероферментативные

Виды

Комплекс L. acidophilus, подгруппы

7. L. helveticus

8. L. bulgaricus

9. L. lactis

10.L. delbrueckii

11. L. leichmannii

12. L. salivarius

13. L. jensenii

Облигатные анаэробы

14. L. ruminis

15. L. vitulinus

1. L. acidophilus

2. L. amylovorus

3. L. crispatus

4. L. gallinarum

5. L. gasseri

6. L. johnsonii

Рис. 1. Таксономическое положение L. acidophilus в сем. Lactobacillaceae

В настоящее время молекулярно-биологические методы анализа все более широко проникают в повседневную практику идентификации микроорганизмов в качестве дополнения к традиционным фенотипическим тестам [41]. Их используют на завершающих этапах идентификации для получения точного, однозначно интерпретируемого результата. Так, сотрудники ФГУП ГосНИИ «Генетика» подтвердили установленный ранее традиционными методами видовой статус 4 производственных штаммов L. acidophilus (отечественный пробиотический препарат «Аципол»), выявив у них и 12 эталонных штаммов этого вида 97-100 % гомологию нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК [72]. Другим примером может служить стратегия, которую применили Kullen M. J. et al. [124] для быстрой идентификации неизвестных штаммов лактобацилл, выделенных (эндоскопия и фекальные пробы) от пациентов в ходе проведения клинических испытаний. Процесс идентификации включал три этапа. На первом этапе штаммы выращивали в чашках с селективной (для термофильных лактобацилл) агаровой средой для получения изолированных колоний. На втором этапе типичные колонии отвивали в чашки с дифференцирующей агаровой средой, позволяющей различать колонии с гомо - и гетеромолочной ферментацией. Наконец, на третьем этапе колонии с гомоферментативным фенотипом идентифицировали до вида путем генетического анализа, основанного на сравнении нуклеотидных последовательностей определенных участков гена 16S рРНК у исследуемых и референсных (эталонных) штаммов лактобацилл. Использование первых двух «фенотипических» этапов позволило существенно сократить число исследуемых штаммов, направляемых на генетический анализ, правда, за счет увеличения общей продолжительности процесса идентификации. Очевидно, что по мере совершенствования и удешевления молекулярно-биологических методов идентификации микроорганизмов, они будут вытеснять традиционные фенотипические тесты.

Питательные среды и условия культивирования

Для культивирования штаммов L. acidophilus подходит ряд питательных сред [24]. Классической элективной питательной средой для выращивания термофильных лактобацилл, включая L. acidophilus, является среда MRS [95], а селективной средой для выделения и учета оральных и фекальных лактобацилл - среда SL [145].

Состав среды MRS (г/л): пептон Oxoid - 10, мясной экстракт - 10, дрожжевой экстракт - 5, К2НРО4- 2, цитрат аммония - 2, глюкоза - 20, твин 80 - 1, ацетат натрия - 5, MgSO4 ·7Н2О - 0,58, MnSO4 ·4Н2О - 0,28, агар - 15. Среду доводят до рН 6,2-6,4 и стерилизуют 15 мин при 121 ˚С.

Состав среды SL (г/л): триптиказа (триптпический перевар казеина) BBL - 10, дрожжевой экстракт - 5, КН2РО4 - 6, цитрат аммония - 2, MgSO4 ·7Н2О - 0,58, MnSO4 ·4Н2О - 0,28, глюкоза - 10, арабиноза - 5, сахароза - 5, твин 80 - 1, ацетат натрия ·3Н2О - 2,5, агар - 15. Готовая среда имеет рН 5,4 (доводят ледяной уксусной кислотой), ее используют без автоклавирования. Подробная методика приготовления среды, гарантирующая ее селективность, описана Starr M. P. et al. [153].

Специальной питательной среды, селективной только для L. acidophilus (или для комплекса L. acidophilus) не существует. Правда, испанские исследователи недавно предложили селективную питательную среду для количественного учета L. acidophilus в ферментированных молочных продуктах [118], однако дифференцирующая способность этой среды ограничена всего лишь 4 видами других бактерий, а именно: S. thermophilus, L. bulgaricus, L. casei и/или B. lactis.

В отечественных исследованиях для выращивания лактобацилл, включая L. acidophilus, широко используется модифицированная среда Богданова В. М. [6], представляющая собой обезжиренное молоко, гидролизованное панкреатином и разбавленное втрое отстоянной (для удаления хлора) водопроводной водой, обогащенное дрожжевым автолизатом (0,5 %) и глюкозой (2 %); при необходимости добавляется агар (1,5 % для плотной среды или 0,35 % для полужидкой среды); рН устанавливают в пределах 6,0-6,5. В наших исследованиях все имевшиеся штаммы L. acidophilus хорошо (лучше, чем на вышеуказанной среде Богданова) росли на сконструированной нами [43] среде с капустным отваром, прототипом которой послужила пропись среды MRS [95].

Состав среды с капустным отваром (г/л): капустный отвар - 300, пептон - 10, дрожжевой автолизат - 50, К2НРО4- 2, цитрат аммония - 2, глюкоза - 20, ацетат натрия - 5, MgSO4 - 0,02, агар - 15. Вода (водопроводная, отстоянная) - до 1л. Среду доводят до рН 6,0-6,5 и стерилизуют 15 мин при 121 ˚С.

Коллекционные штаммы L. acidophilus можно поддерживать в физиологически активной форме периодическими перевивками в стерильное обезжиренное молоко или хранить в лиофилизированном состоянии в защитной среде в вакууме или в атмосфере инертного газа.

Оптимальная температура культивирования L. acidophilus 37 оС. Для получения поверхностных колоний посевы лучше инкубировать в анаэростатах в атмосфере СО2 или, лучше, смеси 95 % N + 5 % СО2 [153].

Библиографический список, общий для всех частей обзора, хранится в редакции.



Пожаловаться

Материал из рубрики: Экология и охрана окружающей сре
5
рейтинг рассчитывается на оценке от 1 до 5

Мои другие материалы