[发明专利]一种细菌培养基及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种细菌培养基，特别是涉及一种选择性培养具有抗生素抗性的细菌的培养基。

背景技术

培养基是微生物发酵过程或动植物细胞培养过程中供微生物或动、植物细胞生长、繁殖或累积代谢产物所必需的营养基质。培养基的成分包括:碳源、氮源、矿物质，以及其他必需物质，如某些生物自身不能合成的物质，如某些氨基酸、维生素或核苷酸等。此外，培养基中还常加入pH缓冲剂以维持稳定的pH。培养基按其化学成分可分为天然培养基、复合培养基和合成培养基。天然培养基的成分全由天然产物组成，如动、植物或微生物体包括其提取物等。复合培养基是由部分天然产物和部分已知成分的化合物组成。合成培养基由已知成分的化合物所组成，如各种纯的化合物的组合。培养基按其物理形态又可分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基等。培养基按其用途还可以分为基础培养基、丰富培养基、鉴别培养基和选择培养基。基础培养基提供最基础的营养成分。丰富培养基是在基础培养基中添加了更多量的营养物质，以实现培养的微生物或动植物细胞快速生长。鉴别培养基是在培养基中加入某些试剂，从而在培养过程中表现出一些特殊反应，可用作鉴别不同类型的微生物或动植物细胞。选择培养基是根据某些生物体的特殊营养要求或对某些化学物质具有抗性而设计的培养基。

选择培养基是生物学和生物医药科研和生物工程生产实践中很常用的一类培养基。抗生素常被加入到培养基中，以杀死或限制对抗生素敏感菌生长繁殖，从而选择性培养菌群中对抗生素具有抗性的细菌。抗生素是能抑制细菌生长或能杀死细菌的化学物质。有些细菌天然的对某些抗生素具有抗性，可在含该抗生素的选择性培养基中生长。也可使某些原本不具有抗生素抗性的细菌携带能表达抗生素抗性的遗传元件或产生基因突变而获得对这种抗生素的抗性，这种抗性称为获得性抗性。培养基中常用的抗生素抗性基因有以下几种：氨苄青霉素抗性基因（Ampicillin resistance gene,ampr）、四环素抗性基因（Tetracycline resistance gene,tetr）、氯霉素抗性基因（chloramphenicol resistance gene,Cmr,cat）、卡那霉素和新霉素抗性基因（kanamycin/neomycin resistance gene,kanr,neor）。氨苄青霉素抗性基因是基因工程中使用最广泛的选择标记基因，绝大多数在大肠杆菌中克隆的质粒载体带有该基因，用以使表达该基因的细菌对氨苄青霉素产生抗性，从而能在氨苄青霉素存在的情况下正常生长。

氨苄青霉素是一种β-内酰胺类抗生素，可干扰细菌细胞壁的合成，造成细胞壁的缺损，使细菌失去细胞壁的渗透屏障，对细菌起到杀灭或抑制作用。氨苄青霉素抗性基因实际上是一种β-内酰胺酶基因，其产物为β-内酰胺酶，可水解氨苄青霉素，从而解除了氨苄青霉素的毒性。早在首次大规模使用盘尼西林（penicillin）前，就已发现细菌中有一种酶可以破坏盘尼西林，这是第一个鉴定的β-内酰胺酶^[1]。分子生物学、生物工程、生物医药和工业微生物领域中所用的氨苄青霉素抗性基因是bla基因，它编码TEM-1β-内酰胺酶（TEM-1β-lactamase）。TEM-1是细菌中最常见的β-内酰胺酶，于上世纪60年代被分离于大肠杆菌和肠道沙门氏菌中^[2]。上世纪70年代，bla_TEM-1基因在肠杆菌属中快速扩散，到了上世纪80年代初，bla_TEM-1基因已成为临床中最普遍的抗生素抗性基因^[3]。按其基因序列和蛋白序列来分类，TEM-1属于A类β-内酰胺酶（Class A），这是最大的也是研究最多的一类β-内酰胺酶，历史上也曾称其为“盘尼西林酶”（penicillinases）^[4]。按其功能来分类，TEM-1属于2b类β-内酰胺酶(Group2b)，TEM-1很容易水解青霉素（penicillins），对早期的头孢菌素（cephalosporins）（另一大类的β-内酰胺类抗生素，即所谓的第一代头孢菌素）也有一定的水解能力^[5,6]。