一种超长大肠杆菌及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种超长大肠杆菌及其制备方法与应用。本发明专利技术的方法得到的超长大肠杆菌在活性污泥中保证污泥絮体的强度，提高污泥的沉淀性能，影响出水的净化效率，因此可以广泛应用于活性污泥法处理废水中；细菌大小的增加对细菌检测有重要影响，较大的细菌有更多表面抗原和结合位点，提高检测灵敏度，因此本发明专利技术可广泛应用于细菌检测中；超长大肠杆菌具有更强摄取食物的能力，同时还具备更强的抵御外界不良危险、抗吞噬的能力，存活率要比正常细胞高，因此本发明专利技术的方法可以广泛应用于对细菌存活率有要求的科学研究中；本发明专利技术的方法产生的超长大肠杆菌更长，且考虑到了多环境因素的共同作用，更具有现实意义和实际操作性。

【技术实现步骤摘要】
一种超长大肠杆菌及其制备方法与应用
本专利技术属于生物
，涉及一种超长大肠杆菌及其制备方法与应用。
技术介绍
在许多科学研究领域内，细菌大小对细菌检测有重要影响，如氧化应激检测、运动性和趋化性研究、抗生素敏感性、单细胞检测和整体成像分析等。因为较大的细菌有更多表面抗原和结合位点，从而可提高检测灵敏度。此外，超长大肠杆菌的形成对活性污泥法处理污水起到重要作用，在活性污泥中超长大肠杆菌可以充当骨架的作用，保证污泥絮体的强度，提高污泥的沉淀性能，影响出水的净化效率。再者，超长大肠杆菌是分裂期缺陷导致的细胞分裂而不断裂产物，具有更强的抗吞噬、抵御不良环境的能力，比正常形态的细菌具有更强摄取食物的能力，存活率比正常细胞高。据报道，SOS反应、DNA损伤、高压和脱水等不利环境压力都会导致超长大肠杆菌的形成。已有研究证明，抗生素可以促进大肠杆菌变长，如头孢氨苄。头孢氨苄诱导形成超长大肠杆菌的机制有两种，第一种是通过与细胞壁上的青霉素结合蛋白(PBPs)结合来抑制肽聚糖层的交联形成和细胞壁的合成，从而导致细胞壁生长而不分裂；第二种可能的机制是头孢氨苄的抗生素效应引起的SOS反应，导致细胞膜和细胞壁不完整。头孢氨苄的浓度也会影响大肠杆菌的延长效果，当头孢氨苄的浓度低于最小抑菌浓度时可以形成超长大肠杆菌，但当浓度较高时则会导致细菌失活。虽然抗生素可诱导形成超长大肠杆菌，但这仅考虑到了抗生素的单方面作用，且仅用抗生素延长大肠杆菌的长度还不能够满足目前科学研究的需求。UV光照是形成超长大肠杆菌的物理方法，它是通过持续的UV照射破坏或抑制细胞内DNA的复制后，激活特定基因并诱导SOS反应。SOS反应可以抑制细菌分裂，让细菌只生长而不分裂，从而形成超长大肠杆菌。UV光的类型，光照强度、时间及频率等都会影响超长大肠杆菌的形成。通过UV照射所产生的超长大肠杆菌由于DNA受到了损伤，所以存活率较低，而且遗传性较差，一旦损伤的DNA被修复后，细胞的分裂能力就会慢慢恢复。因此，本专利技术制备超长大肠杆菌的方法对于细菌检测、处理废水以及其他对细菌存活率有要求的科学研究均具有重大价值。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种超长大肠杆菌的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供通过上述制备方法制备得到的超长大肠杆菌本专利技术的再一目的在于提供上述超长大肠杆菌的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种超长大肠杆菌的制备方法，包括如下步骤：(1)将大肠杆菌接种到培养基中，培养，稀释，再培养；(2)将步骤(1)再培养后的大肠杆菌接种到含有表面活性剂和头孢氨苄的培养基中，培养，得到超长大肠杆菌。步骤(1)中所述的大肠杆菌在使用前通过基因工程的方法使其具备除头孢氨苄之外的其他抗生素的抗性，或直接使用具有其他抗生素抗性的大肠杆菌，并且在培养过程中添加适量的该抗生素。步骤(1)中所述的大肠杆菌优选为E.coliTOP10、E.colipD1B10、E.coliBL21、E.coliMG1655中的一种；更优选为E.coliTOP10。步骤(1)中所述的培养基为pH值为7.0的LB培养基。所述的LB培养基的配方：10g/L氯化钠、5g/L酵母提取物和10g/L胰蛋白胨。步骤(1)中所述的培养为37℃培养12h，至吸光值OD＝0.5。步骤(1)中所述的稀释为稀释1000倍。步骤(1)中所述的再培养为37℃培养2h。步骤(2)中所述的头孢氨苄的用量为按其在培养基中浓度为30-120μg/mL配比；优选为60-100μg/mL；更优选为60-90μg/mL。步骤(2)中所述的表面活性剂优选为阳离子表面活性剂CTAB、阴离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂Tween。所述的非离子表面活性剂Tween优选为Tween-20。所述的表面活性剂为CTAB时，其用量为按其在培养基中浓度为质量比0.0005-0.02％配比；优选为按其在培养基中浓度为质量比0.0005-0.002％配比；更优选为按其在培养基中浓度为质量比0.001％配比。所述的表面活性剂为SDS时，其用量为按其在培养基中浓度为质量比0.005-0.5％配比；优选为按其在培养基中浓度为质量比0.1％配比。所述的表面活性剂为Tween-20时，其用量为按其在培养基中浓度为质量比0.02-10％配比；优选为按其在培养基中浓度为1-2％配比。步骤(2)中所述的培养为37℃培养4-8h；优选为4h。步骤(1)和(2)的培养、再培养过程中，摇菌采用250mL锥形瓶时，摇菌的速度优选为60rpm。一种超长大肠杆菌，通过上述制备方法制备得到。上述超长大肠杆菌在活性污泥法处理废水中的应用。上述超长大肠杆菌在细菌检测中的应用。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果：1、本专利技术的方法制备的超长大肠杆菌在活性污泥中可以充当骨架的作用，保证污泥絮体的强度，提高污泥的沉淀性能，影响出水的净化效率。因此本专利技术可以广泛应用于活性污泥法处理废水中。2、细菌大小的增加对细菌检测有重要影响，如氧化应激检测、运动性和趋化性研究、抗生素敏感性、单细胞检测和整体成像分析等。较大的细菌，有更多表面抗原和结合位点，从而可提高检测灵敏度。因此经过本专利技术的方法获得的超长大肠杆菌可以广泛应用于细菌检测中。3、超长大肠杆菌比正常形态的细菌具有更强摄取食物的能力，同时还具备更强的抵御外界不良危险、抗吞噬的能力，细菌培养过程中超长大肠杆菌的存活率要比正常细胞高。因此经过本专利技术的方法获得的超长大肠杆菌可以广泛应用于对细菌存活率有要求的科学研究中。4、与仅用抗生素产生的超长大肠杆菌相比，表面活性剂与抗生素联合作用产生的超长大肠杆菌更长，最长约为头孢氨苄单独作用时的3倍；同时，本专利技术技术考虑到了多环境因素的共同作用，比考虑头孢氨苄单独作用更具有现实意义和实际操作性。5、UV处理法会导致大肠杆菌DNA损伤，造成基因突变，而本方法原理上不会造成DNA损伤进而降低基因突变的概率。与UV技术产生的超长大肠杆菌相比，表面活性剂与抗生素联合作用产生的超长大肠杆菌具有正常的DNA分布状态和更高的存活率。附图说明图1是实施例1-3的实验流程图。图2用不同浓度CTAB与90μg/mL头孢氨苄联合处理大肠杆菌得到的10个最长大肠杆菌的长度统计图。图3用不同浓度SDS与90μg/mL头孢氨苄联合处理大肠杆菌得到的10个最长大肠杆菌的长度统计图。图4是用不同浓度Tween-20与90μg/mL头孢氨苄联合处理大肠杆菌得到的10个最长大肠杆菌的长度统计图。图5是超长大肠杆菌中DNA的分布图；其中，a为头孢氨苄和表面活性剂处理后的大肠杆菌DNA；b为a中白色方块内区域的放大图像；a的比例尺长度为3μm；b的比例尺长度为5μm。图6是超长大肠杆菌中细胞膜的分布图；其中，a为头孢氨苄和表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超长大肠杆菌的制备方法，其特征在于包括如下步骤：/n(1)将大肠杆菌接种到培养基中，培养，稀释，再培养；/n(2)将步骤(1)再培养后的大肠杆菌接种到含有表面活性剂和头孢氨苄的培养基中，培养，得到超长大肠杆菌。/n

【技术特征摘要】
1.一种超长大肠杆菌的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将大肠杆菌接种到培养基中，培养，稀释，再培养；
(2)将步骤(1)再培养后的大肠杆菌接种到含有表面活性剂和头孢氨苄的培养基中，培养，得到超长大肠杆菌。


2.根据权利要求1所述的超长大肠杆菌的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的大肠杆菌为E.coliTOP10、E.colipD1B10、E.coliBL21、E.coliMG1655中的一种；
步骤(1)中所述的大肠杆菌在使用前通过基因工程的方法使其具备除头孢氨苄之外的其他抗生素的抗性，或直接使用具有其他抗生素抗性的大肠杆菌，并且在培养过程中添加适量的该抗生素；
步骤(2)中所述的表面活性剂为阳离子表面活性剂CTAB、阴离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂Tween。


3.根据权利要求2所述的超长大肠杆菌的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的大肠杆菌为E.coliTOP10；
所述的非离子表面活性剂Tween为Tween-20。


4.根据权利要求3所述的超长大肠杆菌的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的头孢氨苄的用量为30-120μg/mL；
所述的表面活性剂为CTAB时，其用量为按其在培养基中浓度为质量比0.0005-0.02％配比；
所述的表面活性剂为SDS时，其用量为按其在培养基中浓度为质量比0.005-0.5％配比；
所述的表面活性剂为Tween-20时，其用量为按其在培养基中浓度为质量比0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯森，查英英，俞大良，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44