RU2605543C1 - METHOD FOR OBTAINING SPORE CULTURE ON BASIS OF BACTERIAL STRAIN Bacillus species 1839 - Google Patents

METHOD FOR OBTAINING SPORE CULTURE ON BASIS OF BACTERIAL STRAIN Bacillus species 1839 Download PDF

Info

Publication number
RU2605543C1
RU2605543C1 RU2015147736/10A RU2015147736A RU2605543C1 RU 2605543 C1 RU2605543 C1 RU 2605543C1 RU 2015147736/10 A RU2015147736/10 A RU 2015147736/10A RU 2015147736 A RU2015147736 A RU 2015147736A RU 2605543 C1 RU2605543 C1 RU 2605543C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bacteria
spores
bacillus
spore
centrifugation
Prior art date
Application number
RU2015147736/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тимур Юсифович Магарламов
Ольга Андреевна Шокур
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Priority to RU2015147736/10A priority Critical patent/RU2605543C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2605543C1 publication Critical patent/RU2605543C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/10Animals; Substances produced thereby or obtained therefrom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/07Bacillus

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to biotechnology, microbiology and can be used for production of spore material of bacteria strain Bacillus sp. 1,839. Method involves inoculation of nutrient medium with bacteria of strain Bacillus sp. 1,839 with further cultivation on it. Biomass is separated by centrifugation at 1,000-1,500 rpm. In obtained bacteria biomass hypertonic phosphate buffer is added, containing potassium chloride, sodium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate and sodium chloride at given ratio. Bacillus sp. 1,839 incubation is performed until formation of spores. For removal of remained vegetative cells thermal treatment is performed by heating obtained precipitate of spores on water bath at least for 10 minutes at 70-90 °C, supernatant is centrifuged and removed.
EFFECT: invention simplifies method and allows obtaining spore culture in any bacterial or veterinary laboratories.
3 cl, 4 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии, микробиологии и может быть использовано для производства спорового материала из бактерий Bacillus sp. 1839.The invention relates to biotechnology, microbiology and can be used for the production of spore material from bacteria Bacillus sp. 1839.

Известен способ получения спор из бактерий Bacillus weihenstephanensis KBAB4 (Baril Е., Coroller L., Postollec F. et al. The wet-heat resistance of Bacillus weihenstephanensis KBAB4 spores produced in a two-step sporulation process depends on sporulation temperature but not on previous cell history. International Journal of Food Microbiology. v. 146. 2011. P. 57-62). Способ включает засев жидкой питательной среды 0,1 мл бактерий в 100 мл среды Bacillus weihenstephanensis KBAB4 и культивирование вегетативных клеток бактерий на жидкой питательной среде от 6 до 100 часов при одной из указанных температур: 10°, 20° или 30°С до достижения концентрации 6×107 кл/мл, затем бактерии центрифугируют при 6000×g, 10 мин, 12°С, и для индукции спорообразования переносят полученную бактериальную массу в фосфатный буфер с добавлением минеральных солей следующего состава: K2HPO4·3H2O: 4.5 г/л; безводный KH2PO4: 1.8 г/л, с добавлением CaCl2·2H2O 8.0 мг/л, MnSO4·H2O 1.5 мг/л; рН 7.2, в котором выдерживают от 4 до 20 дней при постоянном перемешивании 100 об/мин при 10, 20 или 30°С до образования спор. Споры отделяют от минерального буфера центрифугированием при 6000×g в течение 10 мин, 12°С.A known method for producing spores from bacteria Bacillus weihenstephanensis KBAB4 (Baril E., Coroller L., Postollec F. et al. The wet-heat resistance of Bacillus weihenstephanensis KBAB4 spores produced in a two-step sporulation process depends on sporulation temperature but not on previous cell history. International Journal of Food Microbiology. v. 146. 2011. P. 57-62). The method includes inoculating a liquid nutrient medium with 0.1 ml of bacteria in 100 ml of Bacillus weihenstephanensis KBAB4 medium and cultivating the vegetative bacteria cells in a liquid nutrient medium for 6 to 100 hours at one of the indicated temperatures: 10 °, 20 ° or 30 ° C until the concentration is reached 6 × 10 7 cells / ml, then the bacteria are centrifuged at 6000 × g, 10 min, 12 ° C, and the bacterial mass is transferred to phosphate buffer to add spore formation with the addition of mineral salts of the following composition: K 2 HPO 4 · 3H 2 O: 4.5 g / l; anhydrous KH 2 PO 4 : 1.8 g / l, with the addition of CaCl 2 · 2H 2 O 8.0 mg / l, MnSO 4 · H 2 O 1.5 mg / l; pH 7.2, which can withstand from 4 to 20 days with constant stirring at 100 rpm at 10, 20 or 30 ° C until spores form. Spores are separated from the mineral buffer by centrifugation at 6000 × g for 10 min, 12 ° C.

К недостаткам данного способа следует отнести:The disadvantages of this method include:

1) переход культуры в споровое состояние занимает до 20 дней, длительное культивирование ведет к удорожанию процесса производства, в том числе увеличивает энергозатраты на электроэнергию, содержание оборудования, увеличивает риск контаминации сопутствующей микрофлорой;1) the transition of the culture to a spore state takes up to 20 days, prolonged cultivation leads to a rise in the cost of the production process, including increasing energy costs for electricity, maintaining equipment, and increasing the risk of contamination with concomitant microflora;

2) использование фосфатного буфера с добавлением минеральных солей указанного состава не позволяет получить споры из морского штамма Bacillus sp. 1839;2) the use of phosphate buffer with the addition of mineral salts of the specified composition does not allow to obtain spores from the marine strain of Bacillus sp. 1839;

3) скорость центрифугирования для отделения биомассы бактерий (6000×g) является жестким условием и не подходит для морского штамма Bacillus sp. 1839, так как при указанной скорости может произойти разрушение спор;3) the centrifugation rate for separating bacterial biomass (6000 × g) is a strict condition and is not suitable for the marine strain of Bacillus sp. 1839, since spore destruction may occur at the indicated rate;

4) необходимость поддержания при культивировании предложенных температур (10°C или 30°C), в конечном результате, не только усложняет способ получения споровой культуры, но и требует дополнительных трудозатрат.4) the need to maintain the proposed temperatures during cultivation (10 ° C or 30 ° C), in the end, not only complicates the method of obtaining a spore culture, but also requires additional labor costs.

Задачей заявляемого технического решения является разработка способа получения спорового материала на основе морского штамма микроорганизмов Bacillus sp. 1839, снижение длительности процесса и трудозатрат.The objective of the proposed technical solution is to develop a method for producing spore material based on the marine strain of microorganisms Bacillus sp. 1839, a decrease in the duration of the process and labor costs.

Поставленная задача достигается новым способом получения спорового материала на основе штамма Bacillus sp. 1839, предусматривающим культивирование бактерий, отделение биомассы бактерий от жидкой питательной среды центрифугированием, добавление в полученную биомассу бактерий фосфатного буфера, в качестве которого используют гипертонический фосфатный буферный раствор следующего состава: хлорид калия 0,2 г/л, гидрофосфат натрия 3,3 г/л, дигидрофосфат калия 0,166 г/л, хлорид натрия от 46,334 до 56,334 г/л; инкубирование в нем бактерий до образования спор в течение 15-60 мин при комнатной температуре и осаждение полученных спор центрифугированием.The problem is achieved in a new way to obtain spore material based on a strain of Bacillus sp. 1839, involving the cultivation of bacteria, the separation of bacterial biomass from the liquid nutrient medium by centrifugation, the addition of a phosphate buffer to the resulting biomass of bacteria, which is used as a hypertonic phosphate buffer solution of the following composition: potassium chloride 0.2 g / l, sodium hydrogen phosphate 3.3 g / l, potassium dihydrogen phosphate 0.166 g / l, sodium chloride from 46.334 to 56.334 g / l; incubation of bacteria in it until spores form for 15-60 minutes at room temperature and sedimentation of the resulting spores by centrifugation.

Использование в качестве источника для получения спорового материала бактерий штамма Bacillus sp. 1839 обеспечивает получение культуры продуцента-тетродотоксина с высоким содержанием эндоспор и свободных спор. Установлено, что эндоспоры накапливают большие количества токсина, что позволяет концентрировать ТТХ в спороносящих клетках и в свободных спорах. В связи с накоплением тетродотоксина в эндоспорах и свободных спорах при получении его из эндоспор и свободных спор отпадает необходимость дополнительной отчистки токсина от питательной среды.Use as a source for the production of spore material of bacteria of the strain Bacillus sp. 1839 provides a tetrodotoxin producer culture with a high content of endospores and free spores. It has been established that endospores accumulate large amounts of toxin, which makes it possible to concentrate TTX in spore-bearing cells and in free spores. Due to the accumulation of tetrodotoxin in endospores and free spores, when it is obtained from endospores and free spores, there is no need for additional purification of the toxin from the nutrient medium.

Bacillus sp. 1839 - тетродотоксин-продуцирующие бактерии, выделенные из морских червей (Nemertea). Штамм Bacillus sp. 1839 является аэробной спорообразующей бактерией. Вегетативные клетки имеют форму прямых одиночных палочек, длиной 2.48-2.78 мкм и шириной 0.42-0.44 мкм. Под воздействием неблагоприятных факторов, а также при истощении питательных веществ в среде вегетативные клетки переходят в споровое состояние. Образующиеся споры имеют сферическую форму длиной 0.78-1.27 мкм, шириной 0.37-0.75 мкм. Существует большое количество токсинов, выделяемых спорообразующими бактериями, в том числе и веществ, действующих на клетки (фосфолипазы, гемолизины) и ткани (коллагеназы, эластазы) животных и человека. Было показано, что Bacillus sp. 1839 продуцирует тетродотоксин, который является сильнейшим ядом нервнопаралитического действия и может применяться в медицине в качестве анестетика и антиаритмика (Nieto F.R., Cobos E.J., Tejada М.

Figure 00000001
.,
Figure 00000002
С.,
Figure 00000003
R.,
Figure 00000004
С.М. Tetrodotoxin (ТТХ) as a Therapeutic Agent for Pain. Marine Drugs. 2012; 10(2):281-305;
Figure 00000005
C.O., Bredeloux P., Findlay I., Maupoil V. A TTX-Sensitive Resting Na(+) Permeability Contributes to the Catecholaminergic Automatic Activity in Rat Pulmonary Vein. J Cardiovasc Electrophysiol. 2014. Oct. 27). Установлено, что накопление токсина у Bacillus sp. 1839 происходит главным образом в эндоспорах и свободных спорах, т.е. количество токсина напрямую зависит от бактериальной биомассы (Magarlamov T.Yu., Beleneva I.A., Chernyshev A.V., Kukhlevsky A.D. Tetrodotoxin-producing Bacillus sp. from the ribbon worm (Nemertea) Cephalothrix simula (Iwata, 1952) // Toxicon. 2014. Vol. 85. P. 46-51).Bacillus sp. 1839 - tetrodotoxin-producing bacteria isolated from marine worms (Nemertea). Strain Bacillus sp. 1839 is an aerobic spore-forming bacterium. Vegetative cells have the form of straight single sticks, 2.48-2.78 microns long and 0.42-0.44 microns wide. Under the influence of unfavorable factors, as well as with the depletion of nutrients in the environment, vegetative cells become spores. The resulting spores have a spherical shape 0.78-1.27 μm long and 0.37-0.75 μm wide. There are a large number of toxins secreted by spore-forming bacteria, including substances that act on cells (phospholipases, hemolysins) and tissues (collagenases, elastases) in animals and humans. It has been shown that Bacillus sp. 1839 produces tetrodotoxin, which is the strongest poison of neuroparalytic action and can be used in medicine as an anesthetic and antiarrhythmic (Nieto FR, Cobos EJ, Tejada M.
Figure 00000001
.,
Figure 00000002
FROM.,
Figure 00000003
R.,
Figure 00000004
CM. Tetrodotoxin (TTX) as a Therapeutic Agent for Pain. Marine Drugs. 2012; 10 (2): 281-305;
Figure 00000005
CO, Bredeloux P., Findlay I., Maupoil V. A. TTX-Sensitive Resting Na (+) Permeability Contributes to the Catecholaminergic Automatic Activity in Rat Pulmonary Vein. J Cardiovasc Electrophysiol. 2014. Oct. 27). It has been established that the accumulation of toxin in Bacillus sp. 1839 occurs mainly in endospores and free spores, i.e. the amount of toxin directly depends on the bacterial biomass (Magarlamov T.Yu., Beleneva IA, Chernyshev AV, Kukhlevsky AD Tetrodotoxin-producing Bacillus sp. from the ribbon worm (Nemertea) Cephalothrix simula (Iwata, 1952) // Toxicon. 2014. Vol. 85. P. 46-51).

Использование предлагаемого гипертонического фосфатного буферного раствора стимулирует спорообразование в короткий промежуток времени, что значительно ускоряет процесс получения спор и одновременно позволяет дополнительно отмыть их от питательной среды, что не только повышает чистоту продукта, но и сокращает длительность процесса получения целевого продукта. Для достижения поставленной цели целесообразно использовать гипертонический фосфатный буфер: хлорид калия 0,2 г/л, гидрофосфат натрия 3,3 г/л, дигидрофосфат калия 0,166 г/л, хлорид натрия от 46,334 до 56,334 г/л. Приготовленный фосфатный буфер имеет рН 7,8, что соответствует оптимуму роста для морских бактерий штамма Bacillus sp. 1839.The use of the proposed hypertonic phosphate buffer solution stimulates spore formation in a short period of time, which significantly accelerates the process of obtaining spores and at the same time allows them to be further washed from the nutrient medium, which not only increases the purity of the product, but also reduces the duration of the process of obtaining the target product. To achieve this goal, it is advisable to use hypertonic phosphate buffer: potassium chloride 0.2 g / l, sodium hydrogen phosphate 3.3 g / l, potassium dihydrogen phosphate 0.166 g / l, sodium chloride from 46.334 to 56.334 g / l. The prepared phosphate buffer has a pH of 7.8, which corresponds to the optimum growth for marine bacteria of the strain Bacillus sp. 1839.

Время выдерживания (инкубирования) бактерий в гипертоническом фосфатном буфере в течение 15-60 мин также способствует достижению заявленного технического результата, вследствие чего происходит значительное сокращение процесса получения целевого продукта. Уменьшение количества времени выдерживания менее 15 мин в буферном растворе не вызывает образования спор, а увеличение времени более 60 мин приводит к гибели вегетативных форм бактерий без перехода в споровую форму.The time of incubation (incubation) of bacteria in hypertonic phosphate buffer for 15-60 minutes also contributes to the achievement of the claimed technical result, as a result of which there is a significant reduction in the process of obtaining the target product. A decrease in the amount of aging time of less than 15 minutes in the buffer solution does not cause spore formation, and an increase in time of more than 60 minutes leads to the death of vegetative forms of bacteria without transition to the spore form.

Для очистки от оставшихся вегетативных клеток дополнительно проводят термическую обработку одним из известных методов, в частности полученный осадок спор нагревают не менее 10 мин при 70-90°С на водяной бане, добавляют буферный раствор, центрифугируют и удаляют надосадочную жидкость, содержащую остатки вегетативных клеток.In order to clean the remaining vegetative cells, they are additionally heat treated using one of the known methods, in particular, the obtained spore precipitate is heated for at least 10 min at 70-90 ° С in a water bath, a buffer solution is added, centrifuged and the supernatant containing the remaining vegetative cells is removed.

Целесообразно, как для отделения биомассы бактерий от жидкой среды, так и для осаждения спор, центрифугирование вести не более 5 мин при 1000-1500 об/мин, это позволяет не только получить качественный споровый материал, но и снизить трудо- и энергозатраты.It is advisable both to separate the biomass of bacteria from the liquid medium and to precipitate spores, centrifuging for no more than 5 minutes at 1000-1500 rpm, this allows not only to obtain high-quality spore material, but also to reduce labor and energy costs.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Выбор среды для культивирования не принципиален и зависит от доступности ингредиентов. Среды стерилизуются автоклавированием.The choice of medium for cultivation is not critical and depends on the availability of ingredients. The media is sterilized by autoclaving.

Культуру бактерий штамма Bacillus sp. 1839 брали из Коллекции культур морских гетеротрофных бактерий ИБМ ДВО РАН.Bacterial culture of the strain Bacillus sp. 1839 was taken from the Collection of cultures of marine heterotrophic bacteria of the IBM FEB RAS.

Для приготовления фосфатного буфера используют бидистиллированную или дистиллированную воду.Bidistilled or distilled water is used to prepare the phosphate buffer.

Пример 1Example 1

С соблюдением правил асептики производят засев жидкой питательной среды. Для этого вносят культуру бактерий Bacillus sp. 1839 в количестве 0,1% от объема засеваемой среды в жидкую питательную среду Йошимицу-Кимура (Youschimizu and Kimura, 1976) следующего состава: пептон (5,0 г), дрожжевой экстракт (2,5 г), глюкоза (1,0 г), К2НРО4 (0,2 г), MgSO4·7H2O (0,1 г), дистиллированная вода (500 мл), морская вода (500 мл), рН среды 7,8. Культивирование проводят при 21°С в течение 7 суток. Полученную биомассу бактерий отделяют от жидкой питательной среды центрифугированием: при 1500 об/мин в течение 5 мин. Надосадочную жидкость сливают и к чистому бактериальному осадку добавляют гипертонический фосфатный буферный раствор, приготовленный на бидистиллированной воде, следующего состава: хлорид калия 0,2 г/л, гидрофосфат натрия 3,3 г/л, дигидрофосфат калия 0,166 г/л, хлорид натрия 50 г/л, и выдерживают бактерии в течение 30 мин при комнатной температуре. Наличие спор определяют в мазках культуры, окрашенных по методу Пешкова. Для этих целей готовят мазок, высушивают. На стекло наносят щелочной раствор метиленового синего (1% NaOH) и нагревают в пламени горелки в течение 15 с. Препараты промывают дистиллированной водой и докрашивают 0,5% раствором нейтрального красного (Sigma, США). Анализ препаратов производят на световом микроскопе. При указанном способе культивирования переход вегетативных клеток в споры составляет 95%. Полученная споровая культура не содержит компонентов питательной среды.In compliance with the rules of asepsis, a liquid culture medium is inoculated. For this, a bacterial culture of Bacillus sp. 1839 in the amount of 0.1% of the volume of inoculated medium in the Yoshimitsu-Kimura liquid nutrient medium (Youschimizu and Kimura, 1976) of the following composition: peptone (5.0 g), yeast extract (2.5 g), glucose (1.0 g), K 2 NRA 4 (0.2 g), MgSO 4 · 7H 2 O (0.1 g), distilled water (500 ml), seawater (500 ml), pH 7.8. Cultivation is carried out at 21 ° C for 7 days. The resulting biomass of bacteria is separated from the liquid nutrient medium by centrifugation: at 1500 rpm for 5 minutes The supernatant is drained and a hypertonic phosphate buffer solution prepared in bidistilled water is added to a pure bacterial precipitate, of the following composition: potassium chloride 0.2 g / l, sodium hydrogen phosphate 3.3 g / l, potassium dihydrogen phosphate 0.166 g / l, sodium chloride 50 g / l, and bacteria are incubated for 30 minutes at room temperature. The presence of spores is determined in smears of culture stained by the Peshkov method. For these purposes, a smear is prepared, dried. An alkaline solution of methylene blue (1% NaOH) is applied to the glass and heated in a burner flame for 15 s. The preparations are washed with distilled water and stained with a 0.5% solution of neutral red (Sigma, USA). The analysis of drugs is carried out under a light microscope. With this cultivation method, the transition of vegetative cells into spores is 95%. The resulting spore culture does not contain nutrient components.

Для очистки от оставшихся вегетативных клеток проводят термическую обработку следующим образом.To clean the remaining vegetative cells, heat treatment is carried out as follows.

Полученный осадок спор нагревают 10 мин при 80°С на водяной бане, добавляют буферный раствор (хлорид калия 0,2 г/л, гидрофосфат натрия 3,3 г/л, дигидрофосфат калия 0,166 г/л, хлорид натрия 50 г/л), центрифугируют 1500 об/мин в течение 5 мин и удаляют надосадочную жидкость, содержащую остатки вегетативных клеток.The resulting spore precipitate is heated for 10 min at 80 ° C in a water bath, a buffer solution is added (potassium chloride 0.2 g / l, sodium hydrogen phosphate 3.3 g / l, potassium dihydrogen phosphate 0.166 g / l, sodium chloride 50 g / l) , centrifuged at 1500 rpm for 5 min and remove the supernatant containing the remains of vegetative cells.

Пример 2Example 2

С соблюдением правил асептики производят засев жидкой питательной среды. Для этого вносят 0,1% культуры бактерий Bacillus sp. 1839 от объема среды в жидкую питательную среду Йошимицу-Кимура (Youschimizu and Kimura, 1976) следующего состава: пептон (5,0 г), дрожжевой экстракт (2,5 г), глюкоза (1,0 г), К2НРО4 (0,2 г), MgSO4·7H2O (0,1 г), дистиллированная вода (500 мл), морская вода (500 мл), рН среды 7,8. Культивирование проводят при 22°С в течение 5 суток. Полученную биомассу бактерий отделяют от жидкой питательной среды центрифугированием: при 1000 об/мин в течение 5 мин. Надосадочную жидкость сливают и к чистому бактериальному осадку добавляют гипертонический фосфатный буферный раствор, приготовленный на бидистиллированной воде, следующего состава: хлорид калия 0,2 г/л, гидрофосфат натрия 3,3 г/л, дигидрофосфат калия 0,166 г/л, хлорид натрия 46,334 г/л, и выдерживают бактерии в течение 60 мин при комнатной температуре. Наличие спор определяют в мазках культуры, окрашенных по методу Пешкова. Для этих целей готовят мазок, высушивают. На стекло наносят раствор метиленового синего с 1% NaOH и нагревают в пламени горелки в течение 15 с. Препараты промывают дистиллированной водой и докрашивают 0,5% раствором нейтрального красного (Sigma, США). Анализ препаратов производят на световом микроскопе. При указанном способе культивирования переход вегетативных клеток в споры составляет 80%. Полученная споровая культура не содержит компонентов питательной среды.In compliance with the rules of asepsis, a liquid culture medium is inoculated. For this, 0.1% of the bacterial culture of Bacillus sp. 1839 of the volume of medium in a liquid nutrient medium Yoshimitsu-Kimura (Youschimizu and Kimura, 1976) of the following composition: peptone (5.0 g), yeast extract (2.5 g), glucose (1.0 g), K 2 NRA 4 (0.2 g), MgSO 4 · 7H 2 O (0.1 g), distilled water (500 ml), seawater (500 ml), pH 7.8. Cultivation is carried out at 22 ° C for 5 days. The resulting biomass of bacteria is separated from the liquid nutrient medium by centrifugation: at 1000 rpm for 5 minutes The supernatant is drained and a hypertonic phosphate buffer solution prepared in bidistilled water is added to a pure bacterial precipitate, of the following composition: potassium chloride 0.2 g / l, sodium hydrogen phosphate 3.3 g / l, potassium dihydrogen phosphate 0.166 g / l, sodium chloride 46.334 g / l, and the bacteria withstand for 60 minutes at room temperature. The presence of spores is determined in smears of culture stained by the Peshkov method. For these purposes, a smear is prepared, dried. A solution of methylene blue with 1% NaOH is applied to the glass and heated in the burner flame for 15 s. The preparations are washed with distilled water and stained with a 0.5% solution of neutral red (Sigma, USA). The analysis of drugs is carried out under a light microscope. With this cultivation method, the transition of vegetative cells into spores is 80%. The resulting spore culture does not contain nutrient components.

Для очистки от оставшихся вегетативных клеток проводят термическую обработку следующим образом.To clean the remaining vegetative cells, heat treatment is carried out as follows.

Полученный осадок нагревают 10 мин при 80°С на водяной бане, добавляют буферный раствор (хлорид калия 0,2 г/л, гидрофосфат натрия 3,3 г/л, дигидрофосфат калия 0,166 г/л, хлорид натрия 50 г/л), центрифугируют 1500 об/мин в течение 5 мин и удаляют надосадочную жидкость, содержащую остатки вегетативных клеток.The resulting precipitate is heated for 10 min at 80 ° C in a water bath, a buffer solution is added (potassium chloride 0.2 g / l, sodium hydrogen phosphate 3.3 g / l, potassium dihydrogen phosphate 0.166 g / l, sodium chloride 50 g / l), centrifuged at 1500 rpm for 5 min and remove the supernatant containing the remains of vegetative cells.

Для очистки от оставшихся вегетативных клеток проводят термическую обработку следующим образом.To clean the remaining vegetative cells, heat treatment is carried out as follows.

Полученный осадок нагревают 10 мин при 90°С на водяной бане, добавляют буферный раствор (хлорид калия 0,2 г/л, гидрофосфат натрия 3,3 г/л, дигидрофосфат калия 0,166 г/л, хлорид натрия 46,334 г/л), центрифугируют 1000 об/мин в течение 5 мин и удаляют надосадочную жидкость, содержащую остатки вегетативных клеток.The resulting precipitate is heated for 10 min at 90 ° C in a water bath, a buffer solution is added (potassium chloride 0.2 g / l, sodium hydrogen phosphate 3.3 g / l, potassium dihydrogen phosphate 0.166 g / l, sodium chloride 46.334 g / l), centrifuged at 1000 rpm for 5 min and remove the supernatant containing the remains of vegetative cells.

Пример 3Example 3

С соблюдением правил асептики вносят 0,1% культуры бактерий Bacillus sp. 1839, полученной в результате одного из предыдущих культивирований, в колбы с питательной средой: мясопептонный бульон (0,5% водный раствор мясного экстракта, 1,0% пептона, 0,5% натрия хлорида, рН среды 7,6). Бактерии выращивают при 23°С в течение 4 суток. Полученную биомассу бактерий отделяют от жидкой питательной среды центрифугированием: при 1200 об/мин в течение 5 мин. Надосадочную жидкость сливают и к чистому бактериальному осадку добавляют гипертонический фосфатный буферный раствор, приготовленный на дистиллированной воде, следующего состава: хлорид калия 0,2 г/л, гидрофосфат натрия 3,3 г/л, дигидрофосфат калия 0,166 г/л, хлорид натрия 56,334 г/л, и выдерживают бактерии в течение 15 мин при комнатной температуре. Наличие спор определяют в мазках культуры, окрашенных по методу Пешкова. Для этих целей готовят мазок, высушивают. На стекло наносят раствор метиленового синего с 1,0% NaOH и нагревают в пламени горелки в течение 15 с. Препараты промывают дистиллированной водой и докрашивают 0,5% раствором нейтрального красного (Sigma, США). Анализ препаратов производят на световом микроскопе. При указанном способе культивирования переход вегетативных клеток в споры составляет 82%. Полученная споровая культура не содержит компонентов питательной среды.Following aseptic rules, 0.1% of the bacterial culture of Bacillus sp. 1839, obtained as a result of one of the previous cultivations, into flasks with a nutrient medium: meat-peptone broth (0.5% aqueous solution of meat extract, 1.0% peptone, 0.5% sodium chloride, pH 7.6). Bacteria are grown at 23 ° C for 4 days. The resulting biomass of bacteria is separated from the liquid nutrient medium by centrifugation: at 1200 rpm for 5 minutes The supernatant is drained and a hypertonic phosphate buffer solution prepared with distilled water is added to the pure bacterial precipitate, of the following composition: potassium chloride 0.2 g / l, sodium hydrogen phosphate 3.3 g / l, potassium dihydrogen phosphate 0.166 g / l, sodium chloride 56.334 g / l, and bacteria are incubated for 15 min at room temperature. The presence of spores is determined in smears of culture stained by the Peshkov method. For these purposes, a smear is prepared, dried. A solution of methylene blue with 1.0% NaOH is applied to the glass and heated in a burner flame for 15 s. The preparations are washed with distilled water and stained with a 0.5% solution of neutral red (Sigma, USA). The analysis of drugs is carried out under a light microscope. With this method of cultivation, the transition of vegetative cells into spores is 82%. The resulting spore culture does not contain nutrient components.

Для очистки от оставшихся вегетативных клеток проводят термическую обработку следующим образом.To clean the remaining vegetative cells, heat treatment is carried out as follows.

Полученный осадок нагревают 10 мин при 70°С на водяной бане, добавляют буферный раствор (хлорид калия 0,2 г/л, гидрофосфат натрия 3,3 г/л, дигидрофосфат калия 0,166 г/л, хлорид натрия 56,334 г/л), центрифугируют 1200 об/мин в течение 5 мин и удаляют надосадочную жидкость, содержащую остатки вегетативных клеток.The resulting precipitate is heated for 10 min at 70 ° C in a water bath, a buffer solution is added (potassium chloride 0.2 g / l, sodium hydrogen phosphate 3.3 g / l, potassium dihydrogen phosphate 0.166 g / l, sodium chloride 56.334 g / l), centrifuged at 1200 rpm for 5 min and remove the supernatant containing the remains of vegetative cells.

Пример 4 по известному способу (Baril Е. et al., 2011)Example 4 by a known method (Baril E. et al., 2011)

Засев жидкой питательной среды 0,1 мл бактерий Bacillus sp. 1839 в 100 мл жидкой питательной среды и культивируют вегетативные клетки бактерий в течение 6 ч при 30°С, затем бактерии осаждают (6000×g, 10 мин, 12°С) и переносят в фосфатный буфер с добавлением минеральных солей следующего состава: 4,5 г/л K2HPO4·3H2O; 1,8 г/л безводного KH2PO4, с добавлением 8,0 мг/л CaCl2·2H2O, 1,5 мг/л MnSO4·H2O; рН 7,2. Инкубируют 4 дня при постоянном перемешивании до образования спор. Споры осаждают центрифугированием для отделения готового продукта от минерального буфера (6000 g, 10 мин, 12°С). На 4-е сутки культивирования спор в минеральном буфере культура представлена преимущественно вегетативными формами, много клеток с разрушенной клеточной стенкой, а концентрация спор не превышает 5%.Inoculation of liquid culture medium with 0.1 ml of bacteria Bacillus sp. 1839 in 100 ml of liquid nutrient medium and vegetative bacteria cells are cultured for 6 h at 30 ° С, then bacteria are precipitated (6000 × g, 10 min, 12 ° С) and transferred to phosphate buffer with the addition of mineral salts of the following composition: 4, 5 g / l K 2 HPO 4 · 3H 2 O; 1.8 g / l anhydrous KH 2 PO 4 , with the addition of 8.0 mg / l CaCl 2 · 2H 2 O, 1.5 mg / l MnSO 4 · H 2 O; pH 7.2. Incubated for 4 days with constant stirring until spores form. Spores are precipitated by centrifugation to separate the finished product from the mineral buffer (6000 g, 10 min, 12 ° C). On the 4th day of culturing spores in a mineral buffer, the culture is represented mainly by vegetative forms, many cells with a destroyed cell wall, and the spore concentration does not exceed 5%.

Для нейтрализации жизнедеятельности вегетативных клеток проводят термическую обработку: осадок нагревают 10 мин при 70°С на водяной бане.To neutralize the activity of vegetative cells, heat treatment is carried out: the precipitate is heated for 10 min at 70 ° C in a water bath.

Из результатов эксперимента примера 4, проведенного по условиям известного способа получения спорового материала, следует, что эти условия не подходят для штамма Bacillus sp. 1839, поскольку практически не обеспечивают получение спор.From the results of the experiment of example 4, conducted under the conditions of the known method for producing spore material, it follows that these conditions are not suitable for the strain of Bacillus sp. 1839, since they practically do not provide a dispute.

В то же время из примеров 1-3 видно, что заявленное изобретение обеспечивает переход в споры до 95% популяции уже через полчаса после инкубации в предлагаемом гипертоническом фосфатном буфере, то есть значительно снижает длительность процесса образования спор. Способ прост в исполнении, имеет простую технологию и позволяет получать споровую культуру в любой бактериологической или ветеринарной лаборатории при минимальных производственных затратах. Предлагаемый способ не требует многокомпонентных питательных сред с дефицитными субстратами.At the same time, from examples 1-3 it is seen that the claimed invention provides a spore transition of up to 95% of the population within half an hour after incubation in the proposed hypertonic phosphate buffer, that is, it significantly reduces the duration of the spore formation process. The method is simple to implement, has a simple technology and allows you to get a spore culture in any bacteriological or veterinary laboratory with minimal production costs. The proposed method does not require multicomponent nutrient media with scarce substrates.

Заявленный способ получения спор по сравнению с известным способом менее длителен и подходит для штамма Bacillus sp. 1839, отделение бактерий от жидкой питательной среды в отличие от прототипа не требует использования жестких условий центрифугирования.The claimed method for producing spores in comparison with the known method is less long and is suitable for a strain of Bacillus sp. 1839, the separation of bacteria from a liquid nutrient medium, unlike the prototype, does not require the use of harsh centrifugation conditions.

Исследование выполнено при поддержке ДВФУ, проект №14-08-06-19_и.The study was supported by FEFU, project No. 14-08-06-19_and.

Claims (3)

1. Способ получения спорового материала на основе штамма Bacillus sp. 1839, предусматривающий культивирование бактерий, отделение биомассы бактерий от жидкой питательной среды центрифугированием, добавление в полученную биомассу бактерий фосфатного буфера, в качестве которого используют гипертонический фосфатный буферный раствор следующего состава: хлорид калия 0,2 г/л, гидрофосфат натрия 3,3 г/л, дигидрофосфат калия 0,166 г/л, хлорид натрия от 46,334 до 56,334 г/л; инкубирование в нем бактерий до образования спор в течение 15-60 мин при комнатной температуре и осаждением полученных спор центрифугированием.1. A method for producing spore material based on a strain of Bacillus sp. 1839, which involves the cultivation of bacteria, the separation of bacterial biomass from the liquid nutrient medium by centrifugation, the addition of a phosphate buffer to the resulting biomass of bacteria, which is used as a hypertonic phosphate buffer solution of the following composition: potassium chloride 0.2 g / l, sodium hydrogen phosphate 3.3 g / l, potassium dihydrogen phosphate 0.166 g / l, sodium chloride from 46.334 to 56.334 g / l; incubation of bacteria in it until spores form for 15-60 minutes at room temperature and sedimentation of the resulting spores by centrifugation. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что центрифугирование ведут при 1000-1500 об/мин не более 5 мин.2. The method according to p. 1, characterized in that the centrifugation is carried out at 1000-1500 rpm for not more than 5 minutes 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный осадок спор подвергают термической обработке путем нагревания на водяной бане не менее 10 мин при 70-90°С. 3. The method according to p. 1, characterized in that the precipitate obtained is subjected to heat treatment by heating in a water bath for at least 10 minutes at 70-90 ° C.
RU2015147736/10A 2015-11-09 2015-11-09 METHOD FOR OBTAINING SPORE CULTURE ON BASIS OF BACTERIAL STRAIN Bacillus species 1839 RU2605543C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147736/10A RU2605543C1 (en) 2015-11-09 2015-11-09 METHOD FOR OBTAINING SPORE CULTURE ON BASIS OF BACTERIAL STRAIN Bacillus species 1839

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147736/10A RU2605543C1 (en) 2015-11-09 2015-11-09 METHOD FOR OBTAINING SPORE CULTURE ON BASIS OF BACTERIAL STRAIN Bacillus species 1839

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2605543C1 true RU2605543C1 (en) 2016-12-20

Family

ID=58697445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015147736/10A RU2605543C1 (en) 2015-11-09 2015-11-09 METHOD FOR OBTAINING SPORE CULTURE ON BASIS OF BACTERIAL STRAIN Bacillus species 1839

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2605543C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2076902C1 (en) * 1993-06-15 1997-04-10 Александр Михайлович Мишульский Method of preparing the bacterial preparation from bacteria of bacillus genus
RU2105562C1 (en) * 1995-06-14 1998-02-27 Леляк Александр Иванович Method of preparing base-bacillus subtilis bacterial preparation
RU2128914C1 (en) * 1998-03-30 1999-04-20 Байгузина Фаниля Абузаровна Method of preparing preparation called phytosporin
RU2509151C1 (en) * 2012-11-09 2014-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика" Method for obtaining spore material of bacteria of clostridium type

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2076902C1 (en) * 1993-06-15 1997-04-10 Александр Михайлович Мишульский Method of preparing the bacterial preparation from bacteria of bacillus genus
RU2105562C1 (en) * 1995-06-14 1998-02-27 Леляк Александр Иванович Method of preparing base-bacillus subtilis bacterial preparation
RU2128914C1 (en) * 1998-03-30 1999-04-20 Байгузина Фаниля Абузаровна Method of preparing preparation called phytosporin
RU2509151C1 (en) * 2012-11-09 2014-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика" Method for obtaining spore material of bacteria of clostridium type

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BARIL E., COROLLER L. et al., The wet-heat resistance of Bacillus weihenstephanensis КBAB4 spores produced in a two-step sporulation process depends on sporulation temperature but not on previous cell history., Int.J. Food microbiol., 2011, mar 15;146(1), p.57-62. TIMUR YU MAGARLAMOV, IRINA A. BELENEVA et al., Tetrodotoxin-producing Bacillus sp. from the ribbon worm (Nemertea) Cephalothrix simula (Iwata, 1952), Toxicon. jan 2014,v.85, p. 46-51. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dubos et al. Decomposition of the capsular polysaccharide of pneumococcus type III by a bacterial enzyme
Neff Purification, axenic cultivation, and description of a soil amoeba, Acanthamoeba sp.
RU2482179C1 (en) Bacillus atropheus BACTERIA STRAIN - OIL AND OIL PRODUCT DECOMPOSER
RU2605543C1 (en) METHOD FOR OBTAINING SPORE CULTURE ON BASIS OF BACTERIAL STRAIN Bacillus species 1839
CN103114053A (en) Lactobacilluscoryniformis subsp.shaanxiensis capable of producing high-optical-purity D-lactic acid and application thereof
RU2308485C1 (en) Bacterium strain serrata species as lipase producer
RU2310685C1 (en) Bacterium serratia marcescens strain producing lipilytic enzymes for preparation for waste water from fats
CN105969743A (en) Process for preparing microbial enzyme preparation for degrading formaldehyde
Schmitt-Slomska et al. Induction of L-variants in human diploid cells infected by group A streptococci
Duval The cultivation of the leprosy bacillus and the experimental production of leprosy in the Japanese dancing mouse
CN105754908B (en) A kind of pseudomonas aeruginosa strains and its application
RU2085584C1 (en) Method of preparing recombinant tularemia microorganisms - producers of virulence factors, recombinant strain of francisella tularensis subspecies, holarctica r5s - producer of virulence factor francisella tularensis nearctica shu, recombinant strain of francisella tularensis holarctica rn4 - a producer of virulence factor pseudomonas tularensis subspecies holarctica r1a - a producer of virulence factor francisella tularensis nearctica b 399 a cole
Hoogerheide Variability in morphological and biochemical properties of Clostridium histolyticum (Weinberg and Seguin)
KR20200079713A (en) Agent simulant composition of gram positive bacterial and manufacturing method thereof
Abzaeva et al. Studying the Effect of Experimental Bases on the Growth Quality of Liquid Nutritional Media for Submerged Cultivation of Plague Microbe Vaccine Strain
Raju et al. Isolation, Characterization and Sequencing of Lactobacillus from the Oral and Fecal Samples of Healthy Dogs
CN107974418A (en) One plant of ocean Bdellovibrio and the promotion plastidogenetic application of leech under ampicillin
SU823423A1 (en) Leuconostoc mesenteroides 122 strain as antagonist of cheese foreign microflora
RU2572352C1 (en) Method of fugu toxin production
RU2670054C1 (en) BIFIDOBACTERIUM BIFIDUM ICIS-310 BACTERIUM STRAIN - PRODUCER OF INHIBITOR OF PRO-INFLAMMATORY CYTOKINE INF-γ
Srivastava Elementary Microbiology
Sushma et al. ISOLATION, PRODUCTION AND PURIFICATION OF LIPASE FROM ASPERGILLUS NIGER USING GINGELLY OIL CAKE AS SUBSTRATE
CN108102999B (en) Application of indole in promoting formation of bdelloplast of marine bdellovibrio
CN106834161B (en) Bacillus subtilis Z12 and application thereof
KR101026532B1 (en) An induction process of axenic strain of microalgae which has high lipid content

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191110