CN109971844A - 一种快速鉴定酿酒厌氧微生物的方法 - Google Patents

一种快速鉴定酿酒厌氧微生物的方法 Download PDF

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刘孟华
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Abstract

本发明公开一种快速鉴定酿酒厌氧微生物的方法,包括以下步骤:A、提取待测微生物基因组,进行PCR扩增,扩增产物进行分子测序,测序结果在GenBank中比对,得出可能结果;B、待测微生物Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定;C、综合分析A、B鉴定结果,(遇重叠峰)进行克隆测序,并重分菌株进行B步骤,最终准确得出待测微生物鉴定结果。本发明酿酒厌氧微生物鉴定方法操作简单,分析结果准确度高,重现性好,适用性强,可切实反应微生物的本质属性。

Description

一种快速鉴定酿酒厌氧微生物的方法
技术领域
本发明属于分析检测领域,具体涉及一种快速鉴定酿酒厌氧微生物的方法。
背景技术
微生物种类是人类认识微生物,进而利用和改造微生物的一种手段,微生物工作者只有在掌握了微生物本质的基础上,才能对纷繁的微生物类群有一清晰的轮廊,了解其亲缘关系与演化关系,为人类开发利用微生物资源提供依据。对于微生物的鉴定方法,目前通用的有三种方法:
1、传统的生理生化特征鉴定方法:首先根据待测微生物的平板菌落特征和液体培养的性状判定其是原核微生物还是真核微生物,后根据经典分类鉴定指标进行一一判断,最终结合所有判断结果查《伯杰氏细菌鉴定手册》得出鉴定结果。
表1微生物经典分类鉴定方法的指标
2、Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定法:利用Biolog的鉴定板,其孔内分装有多种不同碳源的缓冲液,1孔为无碳源的缓冲液对照,各孔接入适宜菌浓度和液量的待测微生物,定温25-30℃培养,定时(24h,48h,72h)读取Biolog鉴定仪计算机上各碳源利用情况,一般为时24-72h,最终Biolog鉴定仪显示出该鉴定菌株的归属。
3、现代分子生学基因测序鉴定法:提取待测微生物基因组,一般按照细菌或真菌提取试剂盒提取,步骤比较简单。提取的待测微生物基因组的PCR扩增和序列测定的一般步骤为:利用外加细菌(16SrDNA)或真菌(18SrDNA)基因的PCR引物,扩增反应体积50mL,反应条件为95℃预变性5min,94℃变性1min,55℃退火1min,72℃延伸2min,共进行30个循环(根据具体引物性能适当优化体系),PCR反应在Thermal C-1000Tm型pcr仪上进行。取5mL反应液在10g/L的琼脂糖凝胶上进行电泳检测。然后将PCR产物测序,测序得到待测微生物16SrDNA or 18SrDNA部分序列与GenBank中核酸数据进行比对分析判定待测微生物鉴定结果。
以上三种微生物的鉴定方法,都存在一定弊端。
传统的生理生化特征鉴定方法,需要进行一系列的检测试验,试剂配制复杂、操作繁杂,工作量大,并且在实际操作中比如形态、染色反应、固体、半固体或液体培养基中的生长状态、生长因子、反应特征等试验中,人的主观能动性占很大比例,需要操作者在微生物理化鉴定方面有丰富经验,否则会出现判定结果的差异,并最终影响待测微生物的鉴定。
Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定法,是检测待测微生物对众多碳源的利用情况判断待测微生物的分类地位。它是根据微生物对多种不同碳源的利用情况最终来判定微生物的归属,这种判定方法检测的微生物时,如果微生物不纯,系统本身无提示性,且系统仍然把它当纯种微生物对待,仍然根据碳源的利用情况,进行判别并给出错误的鉴定结果,环境微生物,特别是酿酒环境中微生物如:厌氧芽孢杆菌等简单从形态上观察,很难区分所得微生物是否分纯,对它们进行鉴定,就会得出错误的鉴定结果,严重影响后续研究工作的进行。
现代分子生学基因测序鉴定法,基于原核生物细胞中的16SrDNA和真核生物细胞中的18SrDNA的碱基序列,它们都是十分保守的,不受微生物所处环境条件的变化、营养物质的丰缺的影响而有所变化,都可以看作为生物进化的时间标尺,记录着生物进化的真实痕迹。然而毕竟微生物PCR扩增的片段较小(200bp-1500bp),相对几万到几十万的全序列,仅仅冰山一角。当片段偏小时往往多种微生物都含有这样的保守区域,其相似性都能达到99%及以上,这给鉴定的判定带来相当大的难度。
综上所述,现有检测方法中有很多可用于微生物鉴定,但是它们在鉴定过程中,操作复杂、工序繁多、受微生物纯度、基因片段保守性不强的影响大,多数鉴定方法的准确度不高,不能准确反应微生物的种类。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种快速鉴定酿酒厌氧微生物的方法,该方法可简便、快捷、准确鉴定酿酒厌氧微生物。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种快速鉴定酿酒厌氧微生物的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、提取待测微生物基因组,进行PCR扩增,扩增产物进行分子测序,测序结果在GenBank中比对,得出可能结果;
B、待测微生物Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定;
C、综合分析A、B鉴定结果,遇重叠峰时进行克隆测序,并重分菌株进行B步骤,最终准确得出待测微生物鉴定结果。
其中,A中用真菌或细菌基因组提取试剂盒提取待测微生物基因组。
B、采用Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定,具体步骤如下:
a.待测微生物在biolog专用培养基上划线培养;
b.对待测微生物用接种液进行对应浊度调节制成菌悬液,并接种到鉴定板中25-30℃厌氧培养;
c.待测微生物鉴定板放置到Biolog全制动微生物仪读数仪上读数,并得出可能鉴定结果。
本发明酿酒厌氧微生物鉴定方法以微生物基因序列比对及微生物对碳氮源等的代谢相结合的方式从本质上判定微生物的归属,即本方法采用基因测序与Biolog全自动微生物鉴定仪结合鉴定方式。该鉴定方法结合现代分子生物学基因测序及biolog微生物鉴定仪鉴定优势,准确鉴定微生物到种属的新方法,较传统微生物形态鉴定、biolog全自动微生物鉴定仪鉴定、现代分子生物学基因测序鉴定。其鉴定结果更准确,反映了微生物的真实归属。本方法操作简单,鉴定结果准确,重现性好,适用性强,可准确鉴定出微生物的种属。
本发明的有益效果为:
1、传统鉴定方法进行一系列的检测试验,试剂配制复杂、操作繁杂,工作量大,并且在实际操作中比如形态、染色反应、固体、半固体或液体培养基中的生长状态、生长因子、反应特征等试验中,人的主观能动性占很大比例,需要操作者在微生物理化鉴定方面有丰富经验,否则会出现判定结果的差异,并最终影响待测微生物的鉴定。本发明方法,采用试剂盒提取基因组,Biolog专用配制试剂及鉴定板,操作简单、快速,准确度高。
2、与单一的Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定法相比,该方法解决了当鉴定微生物被污染时,仍然利用会对碳、氮源等产生作用,并进行判别给出错误的鉴定结果的漏洞,当待测微生物不纯时,分子测定会出现重叠峰,造成测试无法进行,从而提醒进行克隆或重新纯化待测菌株等纯化操作,不会造成因判别错误,而影响后续研究工作,提高了待测微生物鉴定的准确度。
3、现代分子生学基因测序鉴定法,在片段偏小时往往多种微生物都含有这样的保守区域,其相似性都能达到99%及以上,这给鉴定的判定带来相当大的难度,该方法结合Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定,结合碳、氮源等方面的检测,更加准确的反应出微生物的本质属性,快速定位,进一步提高了微生物鉴定的准确度,真实的反应出微生物的本质属性。
综上,本发明酿酒厌氧微生物鉴定方法操作简单,分析结果准确度高,重现性好,适用性强,可切实反应微生物的本质属性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例,都属于本发明的保护范围。
本酿酒厌氧微生物鉴定方法是由如下步骤完成:
A、用真菌或细菌基因组提取试剂盒提取待测微生物基因组,进行PCR扩增,扩增产物进行分子测序,测序结果在GenBank中比对,得出可能结果;
B、待测微生物Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定,具体步骤如下:
a.待测微生物在biolog专用培养基上划线培养;
b.对待测微生物用接种液进行对应浊度调节制成菌悬液,并接种到鉴定板中25-30℃厌氧培养;
c.待测微生物鉴定板放置到Biolog全制动微生物仪读数仪上读数,并得出可能鉴定结果;
C、综合分析A、B鉴定结果,(遇重叠峰)进行克隆测序,并重分菌株进行B步骤,最终准确得出待测微生物鉴定结果。
挑取筛选分离的酿酒厌氧细菌菌株5株,LB平板划线活化,37℃厌氧培养24h。分别用本申请方法、Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定法和现代分子生学基因测序鉴定法进行鉴定。1、本申请方法
A、挑取LB平板划线活化菌落,在Biolog专用BUA培养基上划线厌氧培养24h,以空白接种液为基础,调菌悬液浓度使浊度值在2%范围,点板26℃厌氧培养24h、48h、72h并在每个时间点读值,当鉴定系统给出鉴定结果时,就可以停止培养,得出微生物可能鉴定结果。
B、取LB平板培养菌株按照细菌提取试剂盒提取基因组。提取的待测微生物基因组按以下步骤进行PCR扩增:反应体系总体积为50μL,ddH2O 41.25μL,10×Buffer(含2.0mMMgCl2)5μL,dNTP(10mM)1μL,27f(10mM)1μL,1492r(10mM)1μL,Taq酶(5U/μL)0.25μL,模板DNA 0.5μL。设置阴性对照。反应条件为95℃预变性5min,94℃变性1min,55℃退火1min,72℃延伸2min,共进行30个循环,PCR反应在Thermal C-1000Tm型pcr仪上进行。取5μL反应液在10g/L的琼脂糖凝胶上进行电泳检测。然后将PCR产物测序,测序得到待测微生物16SrDNA部分序列与GenBank中核酸数据进行比对分析从而得出待测微生物可能鉴定结果。
C、综合分析A、B鉴定结果,(遇重叠峰)进行克隆测序,并重分菌株进行B步骤,最终准确得出待测微生物鉴定结果。
2、Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定法:
挑取LB平板划线活化菌落,在Biolog专用BUA培养基上划线厌氧培养24h,以空白接种液为基础,调菌悬液浓度使浊度值在2%范围,点板26℃厌氧培养24h、48h、72h并在每个时间点读值,当鉴定系统给出鉴定结果时,就可以停止培养,得出微生物鉴定结果。
3、现代分子生学基因测序鉴定法:
取LB平板厌氧培养菌株按照细菌提取试剂盒提取基因组。提取的待测微生物基因组按以下步骤进行PCR扩增:反应体系总体积为50μL,ddH2O 41.25μL,10×Buffer(含2.0mMMgCl2)5μL,dNTP(10mM)1μL,27f(10mM)1μL,1492r(10mM)1μL,Taq酶(5U/μL)0.25μL,模板DNA 0.5μL。设置阴性对照。反应条件为95℃预变性5min,94℃变性1min,55℃退火1min,72℃延伸2min,共进行30个循环,PCR反应在Thermal C-1000Tm型pcr仪上进行。取5μL反应液在10g/L的琼脂糖凝胶上进行电泳检测。然后将PCR产物测序,测序得到待测微生物16SrDNA部分序列与GenBank中核酸数据进行比对分析从而判定待测微生物鉴定结果。
本发明检测方法对比biolog鉴定法和现代分子生学基因测序鉴定法结果,待测微生物鉴定结果见表1.
表1三种鉴定方法的鉴定结果
以上揭露的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作地等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种快速鉴定酿酒厌氧微生物的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、提取待测微生物基因组,进行PCR扩增,扩增产物进行分子测序,测序结果在GenBank中比对,得出可能结果;
B、待测微生物Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定;
C、综合分析A、B鉴定结果,遇重叠峰时进行克隆测序,并重分菌株进行B步骤,最终准确得出待测微生物鉴定结果。
2.根据权利要求1所述的一种快速鉴定酿酒厌氧微生物的方法,其特征在于,步骤A中用真菌或细菌基因组提取试剂盒提取待测微生物基因组。
3.根据权利要求1所述的一种快速鉴定酿酒厌氧微生物的方法,其特征在于,步骤B采用Biolog全自动微生物鉴定仪鉴定,具体步骤如下:
a.待测微生物在biolog专用培养基上划线培养;
b.对待测微生物用接种液进行对应浊度调节制成菌悬液,并接种到鉴定板中25-30℃厌氧培养;
c.待测微生物鉴定板放置到Biolog全制动微生物仪读数仪上读数,并得出可能鉴定结果。
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