Изучение роста микроорганизмов рода Streptococcus на различных питательных средах

Резюме. В статье отражены оригинальные данные, полученные в ходе изучения роста микроорганизмов, относящихся к штамму СЛК из рода Streptococcus, в различных питательных средах.
Оценка интенсивности роста микроорганизмов проводилась с учётом изменения плотности бактериальной взвеси на разных этапах культивирования. Определены среды, обладающие оптимальным составом для использования при выращивании стрептококков изучаемого штамма. При этом установлено, что синтетическая питательная среда, состав которой разработан авторами, может эффективно применяться при культивировании микроорганизмов относящихся к роду Streptococcus. Для культивирования микроорганизмов - выращивания в искусственных условиях in vitro - необходимы особые субстраты — питательные среды разного химического состава, соответствующие требованиям изучаемого вида.
Питательные среды являются основным звеном в системе микробиологических работ, и их качество нередко определяет результаты всего исследования. Питательные среды должны создавать наилучшие (оптимальные) условия для жизнедеятельности культур[5].
В последние годы значительное развитие получают многокомпонентные синтетические среды, содержащие только химически чистые соединения. Достоинством синтетических питательных сред является стандартность и воспроизводимость с высокой степенью точности. Данные среды наиболее удобны для проведения экспериментальных исследований в области обмена веществ микроорганизмов [3].
Скорость роста микроорганизмов в значительной степени зависит от питательной ценности среды, её доброкачественности.
Вoзбудители cтрептoкoккoзoв — микрooргaнизмы рoдa Streptococcus, включaющегo бoльше 24 видoв, грaмпoлoжительные круглые или oвoидные (лaнцетoвидные) кoкки, cпoр не oбрaзуют. Микроорганизмы этого рода вызывают заболевания животных хaрaктеризующиеся рaзнooбрaзными фoрмaми прoявления инфекциoннoй пaтoлoгии.
Стрептококки требовательны к питательным средам, так как не могут синтезировать многие аминокислоты [1,2].
Изучение особенностей роста отдельных штаммов микроорганизмов, относящихся к роду Streptococcus на различных питательных средах является актуальным, так как полученные данные могут быть использованы в практической деятельности ветеринарных лабораторий.
Целью работы явилась оценка особенностей роста штамма СЛК из рода Streptococcus на жидких питательных средах различного состава.
Материалы и методы.
Проведены лабораторные исследования особенностей роста микроорганизмов, относящихся к роду Streptococcus на различных жидких питательных средах. В работе использовался штамм бактерий СЛК (выделен в хозяйстве Липецкой области от павшей коровы, с признаками пневмонии). Бактериальную массу для исследований получали на мясо-пептонном агаре с добавлением 0,2% глюкозы и 5% крови. Односуточную культуру, выращенную в стационарных условиях при 37°С, смывали с поверхности агара стерильным физиологическим раствором хлористого натрия. Клетки микроорганизмов отмывали два раза от остатков питательной среды физиологическим раствором путем центрифугирования при 1000 g в течение 15 минут.
Затем исследуемую культуру заселяли на питательные среды различного состава (таблица 1). Оценку интенсивности роста микроорганизмов проводили при помощи фотоэлектрического колориметра (определяли оптическую плотность бактериальной взвеси) через 24 и 48 часов после посева. Длина волны составляла 600 нм. В качестве контроля использовали стерильные питательные среды аналогичного состава.
Таблица 1. Состав питательных сред.
№ ппПитательная среда Состав
1 Синтетическая среда Лимонно-кислый натрий
Серно-кислый аммоний
Серно-кислый магний
Цитрат закисьного железа
Лакто-альбуминГлюкоза
Тиамин
Биотин
Рибофлавин
Глицерин
Na2HPO4*3H2O
K2HPO4
2 Мясо-пептонный бульон с глюкозой 0,02% Мясо-пептонный бульон
Глюкоза
3 Тиогликолевая среда Глюкоза,
гидролизат казеина,
дрожжевой экстракт,
мясной экстракт,
L-цистин,
Тиогликолят натрия,
резазурин4 Среда Китта-Тароццимясопептонный бульон, обогащенный экстрактивными продуктами печени животных и содержащего кусочки вываренной печени в качестве поглотителя свободного кислорода
Состав синтетической питательной среды разработан нами в процессе предыдущих исследований.
Результаты исследований.
В ходе работы нами были получены следующие результаты: рост микроорганизмов в жидких питательных средах характеризовался диффузным помутнением. Измерение оптической плотности сред с использованием ФЭК при длине волны 600 нм позволило получить данные, представленные в таблице 2.
Таблица 2. Измерение оптической плотности на ФЕК, длина волны 600 нм
Синтетическая среда Мясо-пептонный бульон с глюкозой 0,02% Тиогликолевая среда Среда Китта-Тароцци24ч 48ч 28ч 48ч 24ч 48ч 24ч 48ч
Контроль 2,824 2,810 0,589 0,580 1,385 1,380 0,523 0,520
Опыт 3,910 3,652 0,787 0,700 2,490 2,100 0,540 0,530
Полученные данные свидетельствуют о том, что в средах, заселённых культурой микроорганизма из штамма СЛК (опыт) через 24 часа после начала исследования, оптическая плотность значительно выше, чем в аналогичных стерильных средах (контроль). При этом наибольшие значения оптической плотности были зарегистрированы во всех опытных образцах спустя 24 часа после посева. Через 48 часов наблюдалось снижение оптической плотности питательных сред, заселённых культурой микроорганизмов.
Максимальная интенсивность роста микроорганизмов была зарегистрирована на тиогликолевой питательной среде. Оптическая плотность среды увеличилась относительно контрольных данных в 1,8 раза через 24 часа после посева. Через 48 часов она была выше контрольных результатов в 1,5 раза.
Достаточно высокие показатели были получены в результате определения оптической плотности синтетической питательной среды. Через 24 часа после посева её оптическая плотность была выше контрольных значений в1,4 раза, а спустя 48 часов – в 1, 3 раза.
Оптическая плотность бактериальной взвеси в мясопептонном бульоне с глюкозой была выше, чем плотность стерильной среды через 24 часа после посева в 1,3 раза ,через 48 часов – в 1,2 раза.
Незначительный рост бактериальной культуры был зарегистрирован нами в питательной среде Китта-Тароцци. Оптическая плотность заселённой среды через 24 часа после посева была выше контроля лишь в 0,03 раза, через 48 часов – в 0,02 раза.
Интенсивность изменения оптической плотности бактериальной взвеси в различных питательных средах представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. – Интенсивность изменения оптической плотности питательных сред относительно контроля (%).
Обсуждение результатов.
В процессе роста бактериальной культуры в питательной среде происходит изменение плотности бактериальной взвеси и, как следствие, изменение оптической плотности жидкой питательной среды. Таким образом, имеет место прямая зависимость между интенсивностью роста микроорганизмов в жидкой питательной среде и её оптической плотностью.
Исходя из этого, полученные нами данные свидетельствуют о том, что подходящими для культивирования микроорганизмов из штамма СЛК являются тиогликолевая среда, синтетическая питательная среда и мясопептонный бульон с глюкозой. В среде Китта-Тароцци изменение оптической плотности среды через 24 часа после посева не превышает 3% относительно контрольных данных, через 48 часов – 2%..
При этом нами было отмечено, что максимальные изменения оптической плотности питательных сред регистрируются спустя 24 часа после посева, затем этот показатель начинает снижаться. Это свидетельствует о том, что наиболее интенсивное деление бактериальных клеток происходит в первые 24 часа после заселения в питательную среду. Затем концентрация микробных тел достигает порогового значения, начинается конкурентная борьба за жизнеобеспечивающие ресурсы среды, что приводит в свою очередь к снижению бактериальной массы, а следовательно, к просветлению питательной среды и снижению её оптической плотности.
Наиболее интенсивно повышалась оптическая плотность тиогликолевой среды, что свидетельствует о наиболее оптимальном её составе для культивирования микроорганизмов рода Streptococcus, относящихся к штамму СЛК.
Достаточно высокие значения интенсивности изменения оптической плотности зарегистрированы нами в синтетической питательной среде и мясо-пептонном бульоне с глюкозой. Оптическая плотность синтетической среды была выше контрольных данных на 38% через 24 часа после посева, мясо-пептонного бульона – на 34%.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что более интенсивный рост бактериальной культуры наблюдается в тиогликолевой питательной среде. В синтетической питательной среде и мясо-пептонном бульоне интенсивность бактериального роста также достаточно высока. В среде Китта-Тароции не наблюдалось значительного увеличения бактериальной массы микроорганизмов из штамма СЛК,
Выводы:
Проведённые нами исследования позволили сделать следующие выводы:
Максимальная интенсивность роста бактериальной культуры микроорганизмов штамма СЛК из рода Streptococcus наблюдается при использовании тиогликолевой питательной среды.
Использование синтетической питательной среды и мясо-пептонного бульона с глюкозой также дало положительные результаты, проявляющиеся в интенсивном росте бактериальной культуры. При этом эффективность использования данных сред находится примерно на одном уровне.
Среда Китта-Тароцци не обеспечивает интенсивного роста микроорганизмов штамма СЛК.
Список литературы:
Кисленко В.Н. Ветеринарная микробиология и иммунология. Часть 2. Иммунология/В.Н. Кисленко, Н.М. Колычев. – М.: КолосС, 2007. – 224 с.
Покровский В.И. Стрептококки и стрептококкозы / Покровский В.И., Брико Н.И., Ряпис Л.А. //- М.: ГЭОТАР-Медиа 2006. - 546с.
Поляков М.С. Питательные среды для медицинской микробиологии/М.С. Поляков, В.И. Сухаревич, М.Э. Сухаревич. – С.-П.: ЭЛБИ- СПб, 2002. – 80 с.
Терехов В.И. Стрептококкоз телят и поросят/В.И. Терехов, А.В. Скориков, О.Б. Терехов//Ветеринария Кубани. – 2006. - №6. – С.12-14
Федорова О.В. Питательные среды в производствах медицинских и ветеринарных препаратов / О.В.Федорова, С.А. Понкратова, Р.Т. Валеева, И.Р. Исламгулов // Вестник Казанского технологического университета. - 2017.- №4. - С.130-133.