БАКТЕРИАЛЬНАЯ КУЛЬТУРА

Бактериальная культура — совокупность бактерий, выросших на твердой или жидкой питательной среде.

Для получения бактериальной культуры достаточно внесения в питательную среду хотя бы одной микробной клетки, которая при оптимальных условиях за короткое время дает большое число поколений. Скорость размножения зависит от особенностей данного бактериального вида и от условий роста (питательная среда, pH, температура, аэрация и др.). Рост бактериальной культуры в жидкой питательной среде проявляется в помутнении среды, образовании осадка или поверхностной пленки. На плотной питательной среде бактерии образуют колонии (см. штаммом (см.).

Бактериальная культура с различной степенью отклонений от свойств, характерных для данного вида, носят название атипичных. Отклонения могут касаться только одного свойства, часто важного в системе тестов, используемых для идентификации, или ряда свойств. В последнем случае идентификация стандартными методами затруднительна. Принципы идентификации атипичных бактериальных культур основаны на попытках их реверсии, а также на использовании дополнительных биохимических и биофизических методов исследования.

Бактериальные культуры, выращенные на различных питательных средах, носят соответствующие названия — агаровая культура, желатиновая, бульонная. Для получения агаровой бактериальной культуры применяют питательные среды, куда добавлен агар (см.) в концентрации, зависящей от целей исследования и вида микроорганизма. Для выращивания бактерий на поверхности твердой питательной среды применяют концентрации агар-агара 1—2%.

При концентрации 0,7% и ниже агар называют мягким или полужидким и используют для засева бактерий в глубину среды. Засев бактерий в питательную среду с желатиной применяется лишь со специальными целями, так как образуемый желатиной гель (10—15%) плавится при t° 25° и разжижается протеолитическими ферментами бактерий. Для многих исследований исходным материалом служит бульонная бактериальная культура, выращенная в течение ночи в термостате (примерно 16—18 часов). После разведения в свежей среде и подращивания легко получить бактериальную популяцию в любой фазе роста. При высокой концентрации клеток в быстрорастущей бактериальной культуре аэробов приходится прибегать к аэрации для пополнения содержания кислорода в среде (аэрированная бактериальная культура). Применяют либо встряхивание небольшого количества среды в сосуде относительно большого объема, либо пропускание через среду стерильного воздуха. Аэрация широко применяется в производственной практике при выращивании бактерий в реакторах больших объемов (глубинные бактериальные культуры).

Чистая бактериальная культура, растущая на питательной среде, представляет популяцию генетически идентичных особей. Тем не менее эти особи могут отличаться друг от друга по ряду физиологических признаков: по размерам, составу клеточной оболочки, возрасту и пр. Часть различий удается устранить при синхронизации деления бактерий. Принцип получения синхронных бактериальных культур состоит в остановке деления бактерий воздействием физических или химических факторов при сохранении физиологической активности. После устранения фактора, задерживающего деление, бактерии начинают делиться одновременно. Синхронность деления выявляется наиболее четко в течение первых 2—3 генераций.

Количественную оценку размножения бактерий в культуре проводят определением какой-либо величины, характеризующей интенсивность размножения. В зависимости от целей исследования такой величиной может служить общая масса бактерий либо число отдельных микроорганизмов в 1 мл культуры. При росте бактериальных культур масса и число бактерий изменяются независимо друг от друга, и в разные периоды роста отношение общей массы к числу бактерий колеблется. Характер процесса размножения бактериальных культур в конечном итоге определяется системой, в которой происходит размножение. В закрытой системе при ограниченном объеме среды (пробирка с бульоном) различают несколько последовательных фаз размножения, которые заканчиваются гибелью части популяции (см. хемостата (см.), размножение бактерий непрерывно поддерживается подачей свежей среды и одновременным удалением части биомассы бактерий. Концентрация бактерий регулируется скоростью поступления свежей среды и зависит от концентрации одного или нескольких лимитирующих метаболитов.

Сохранение бактериальной культуры должно обеспечить постоянство состава бактериальной популяции в течение неограниченно долгого времени. Это достигается поддержанием жизнеспособности максимального числа бактерий, взятых для сохранения, так как при гибели значительной части популяции всегда существует возможность отбора вариантов. Исходную культуру рассевают на чашках для получения изолированных колоний. Убедившись в отсутствии загрязнения, отбирают для получения субкультур несколько десятков колоний. Это исключает, с одной стороны, возможность отбора мутантов из-за их редкости, с другой стороны, предупреждает отбор часто встречающихся вариантов немутационной природы, возможный при отсеве единичных колоний. При сохранении методом лиофильной сушки субкультуры колонии суспендируют в специальной многокомпонентной среде и подвергают быстрому испарению в комбинации с охлаждением и замораживанием. Лиофильная сушка (см. Лиофилизация) позволяет сохранить жизнеспособность существенной части популяции в течение ряда лет и исключает отбор.

Для сохранения бактериальной культуры на питательных средах используют засев на 0,6% питательный агар в столбике с добавлением сыворотки. При хранении ауксотрофов в среду следует добавлять необходимые факторы роста. Для предохранения от высыхания выросшие культуры заливают сверху стерильным вазелиновым маслом или запаивают пробирки и хранят их при t°—4°. Рекомендуется проводить пересевы культуры после проверки основных свойств не реже одного раза в 6 месяцев. Хранение на питательных средах при температуре выше 0° не исключает деления бактерий. Для некоторых видов бактерий необходимы более частые пересевы. Спорообразующие бактерии, напротив, могут храниться без обновления среды длительное время.

Бактериальные штаммы, используемые в производстве и научно-исследовательской работе, хранят в музеях живых культур при институтах и лабораториях соответствующих профилей. Организован обмен бактериальными штаммами между лабораториями различных стран.

Порядок хранения, обращения, отпуска и учета бактериальных культур патогенных Микроорганизмов установлен соответствующими инструкциями.

Библиогр.:

Мейнелл Д. и Мейнелл Э. Экспериментальная микробиология, пер. с англ., М., 1967, библиогр.;

Сборник методик по генетике микроорганизмов, под ред. Р. Клауса и У. Хейса, пер. с англ., М., 1970, библиогр.; Тимаков В. Д. и Гольдфарб Д. М. Основы экспериментальной медицинской бактериологии, М., 1958; Экспериментальная микробиология, под ред. С. Бырдарова, пер. с болг., София, 1965,библиогр.

С. С. Белокрысенко.