ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1 История открытия питательных сред 5
1.2 Преимущества и недостатки жидких и плотных сред 8
1.3 Требования к питательным средам 9
1.4 Компоненты питательных сред 12
1.5 Общая характеристика термофильных бактерий 16
1.5.1 Приспособления термофилов к существованию при высоких
температурах 18
1.5.2 Характеристика рода Thermomonas 19
1.5.3 Систематическое положение бактерий Thermomonas fusca 20
1.5.4 Практическое значение термофилов 21
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 24
2.1 Объект исследования 24
2.2 Методы исследования 25
2.2.1 Анализ питательных сред 25
2.2.2 Приготовление питательных сред 26
2.2.3 Посев культуры на питательные среды 26
2.2.4 Микроскопия 27
2.2.5 Анализ плотности колоний 27
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 29
3.1 Результаты анализа компонентов питательных сред для культивирования
Thermomonas fusca 29
3.2 Создание питательных сред для выявления оптимального роста колоний
Thermomonas fusca на основе стандартной среды 35
3.3 Результаты посева и микроскопии культуры 36
3.3 Результаты анализа плотности колоний 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 45
Питательные среды являются неотъемлемым компонентом в микробиологических исследованиях, получении лекарственных препаратов и вакцин, изучении патогенных возбудителей. Правильно составленная по количественным и качественным критериям питательная среда создает оптимальные условия для культивирования микроорганизмов, которые будут задействованы в дальнейших исследованиях. Таким образом с возникновением питательных сред появилась возможность получать чистые культуры.
На сегодняшний день, с учетом модификаций, известно порядка более 5000 питательных сред, причем этот список постоянно пополняется. Это объясняется, как различной потребностью микроорганизмов в химических веществах для синтеза и получении энергии, так и целью исследования. Катаболические и анаболические процессы у всех организмов отличаются, поэтому одной оптимальной среды для всех микроорганизмов не существует.
Тем не менее, необходимость в «стандартных» средах остаётся по сей день. Многие среды зарекомендовали свою эффективность в результате длительного и обширного применения в различных областях микробиологии и стали считаться «универсальными» или «стандартными». К таким средам относится Мясопептонный агар (МРА), который является неселективной средой и повсеместно используется для культивирования неприхотливых бактерий, например, энтеробактерий, стафилококков, стрептококков. Среда Plante count agar (РСА) используется для подсчета колоний анаэробных организмов в воде, молочной и пищевой продукции. Бульон Хоттингера предназначен для культивирования разных микроорганизмов: синегнойной палочки, энтеробактерий и стрептококков.
Актуальность исследования. Несмотря на огромное количество существующих питательных сред, исследования по созданию эффективных и модифицированных сред продолжается в настоящее время. Этот вопрос остаётся актуальным, так как единого подхода к составлению сред на данный 3
момент не существует. Качественный и количественный состав чаще всего подбирается эмпирически. Анализируя составы сред для нашего вида микроорганизма, мы выяснили, что общепризнанной и оптимальной среды нет. Кроме того, во многих средах используются редкие реактивы, что делает их малодоступными и дорогими.
Цель работы - создание оптимизированной среды и оценка влияния компонентов среды на рост колоний Thermomonas fusca.
Для реализации цели поставлены следующие задачи:
1. Изучить данные по биохимии, типу питания и требованиям к питательной среде Thermomonas fusca,
2. Проанализировать существующие источники питательных веществ и питательные среды для Thermomonas fusca',
3. По результатам анализа составить новые варианты питательных сред;
4. Изучить методику приготовления питательных сред и посевов культуры;
5. Исследовать и оценить рост культуры Thermomonas fusca на стандартной и на экспериментальных средах;
6. Выявить наиболее оптимальные, эффективные среды.
Выпускная квалификационная работа написана на 48 листах, содержит 13 рисунков, 3 таблицы и список литературы на русском и английском языках из 28 источников.
В ходе исследования мы подтвердили данные о том, что культура Thermomonas fusca является грамотрицательной бактерией, имеет округлую палочковидную форму и является подвижной. Эти бактерии относятся к группе хемоорганогетеротрофов, использующими в качестве донора электронов органические соединения, а в качестве акцептора электронов предположительно используют органические соединения и нитраты. После культивирования при температуре ЗО°С образовались колонии бледно- желтого и полупрозрачного цвета.
В результате анализа питательных сред, использованных другими авторами для культивирования Thermomonas fusca мы пришли к выводу, что у них разные составы компонентов. В одних средах - больше внимания уделяется органическому азотному питанию, в других - минеральному питанию, источники углеродного питания тоже не встречаются единовременно во всех средах. Следовательно, можно прийти к выводу, что единой системы в составлении и подбора сред не было. Среды подбирались эмпирически и не всегда учитывались биохимические характеристики изучаемого микроорганизма.
При создании экспериментальных сред мы подобрали такие компоненты, чтобы среды были специализированы на углеродном, азотном и минеральном питании. В качестве контрольной среды использовалась МПА, которая была модифицирована путем добавления компонентов, обеспечивающих один из трёх типов питания для изучения роста данного микроорганизма.
Исследование особенностей роста культуры Thermomonas fusca на стандартной и экспериментальных средах позволило выявить потребность в различных компонентах питательных сред. Добавление дополнительных источников углеродного, азотного и минерального питания в состав стандартной среды МПА не привело к более успешному развитию колоний.
Стандартная среда МПА содержит все необходимые компоненты в достаточном количестве для успешного роста и развития бактерий Therm omonas fusca.
Вместе с тем, Thermomonas fusca способен выживать и на средах с недостаточным количеством одного из источников питания, что видимо, объясняется его экологическими особенностями.
Результаты нашей работы показывают, что изучение биохимии Thermomonas fusca требует дальнейших исследований, и для этого необходимо создание питательных сред с заранее программируемыми свойствами. Дополнительные эксперименты также необходимы для достоверного подтверждения предположений о возможной роли этих бактерий в денитрификации.
