趋磁细菌的分离与培养和磁小体纯化技术研究

【摘要】：本研究首次从铁矿区土样中富集培养出多种形态的趋磁细菌,通过分离、纯化得到微好氧的趋磁细菌TK-2 等。TK-2 的细胞大部分为弧状,少数为螺旋状。部分生理生化特性与最早报道的趋磁螺菌Aquaspirillum magnetotacticum MS-1 相同,但两者存在形态特征、部分生理生化特性和栖息地等不同。16S rDNA 序列分析表明,TK-2 的16S rDNA 序列与Herbaspirillum 属一些种的16S rDNA 序列有高达98%的序列同源性。综合TK-2 的形态特征、生理生化特性及16S rDNA 序列同源性,将其归属为Herbaspirillum,作为该属一个新的具有趋磁特性的种Herbaspirillum sp.TK-2。TK-2 的磁小体呈不规则的多边形,大小为50nm 左右。 针对趋磁细菌TK-2 优化的最佳培养基为:NaAc 1.16g/L,NH4Cl 0.45g/L,vitB12 50μg/L,刃天青2mg/L,奎宁酸铁100μmol/L,pH6.7 的磷酸盐缓冲液1.16 mmol/L,维生素混合液(10×)1mL/L,矿物质混合液(10×) 1mL/L。趋磁细菌TK-2 在富集培养基中前15小时处于延滞期,大约24小时进入对数期生长期,最大OD600值0.06,在30 小时之后因细胞结团而使OD600值迅速下降;在优化培养基中延滞期为14 小时,约24 小时进入对数期,其生长最大OD_(600)值为0.67,说明了优化培养基更适合趋磁细菌TK-2 的生长。 TK-2 最佳培养条件为:30℃、pH6.7、兼性厌氧的条件下避光静置培养。在此基础上进行批量培养,在循环培养系统中,趋磁细菌的最高收获率为菌体干重0.867g/L. 用多种方法对磁小体的纯化进行了研究,SDS 间接裂解法能温和地使磁小体从菌体中释放出来,并使90%以上的磁小体保持完整的膜蛋白包被结构。通过X-射线能谱分析表明,磁小体中的主要元素有:C、K、Fe、Mg、P、Ca、Si、Cl、Al、S、Mn、O,其主要磁性成分为铁氧化物。