Wprowadzenie do pożywek dla drobnoustrojów

• Wprowadzenie
• Rodzaje podłoży mikrobiologicznych
• FAQ
• Przewodnik wyboru podłoży mikrobiologicznych.Przewodnik wyboru podłoża mikrobiologicznego  

.Wprowadzenie do pożywek mikrobiologicznych

Badania mikrobiologiczne wymagają dostępności różnych gatunków bakterii, drożdży lub wirusów w laboratorium. Procesy na dużą skalę, takie jak fermentacja, produkcja białek i szczepionek, wymagają dużej liczby bakterii w stanie fizjologicznie aktywnym. Odpowiednia pożywka, która zapewnia odpowiednie środowisko biochemiczne i zachowuje wszystkie cechy drobnoustrojów, jest zatem wymagana do różnych zastosowań.

Każda pożywka mikrobiologiczna powinna zawierać źródła pożywienia, energii, niezbędnych minerałów, środków buforujących i wskaźników pH. Czasami zawierają one również środki selektywne i zestalające. Obligatoryjne pasożyty, takie jak bakteriofagi, mogą być hodowane w pożywce, która zawiera również bakterie gospodarza.

Poniżej wymieniono podstawowe składniki typowej pożywki dla drobnoustrojów:

• Źródła odżywcze - źródła białek, witamin, minerałów i węglowodanów; głównie mieszanina peptonu i ekstraktu mięsnego
• Źródła energetyczne - źródła węglowodanów; głównie glukoza
• Niezbędne minerały - źródła mikro i makro minerałów; głównie obecne w peptonie i ekstrakcie mięsnym
• Środki buforujące - środki utrzymujące optymalne pH; głównie specyficzne aminokwasy, fosforany, cytryniany i zwitteriony
• Wskaźniki pH - środki wskazujące zmiany pH pożywki poprzez zmianę koloru; głównie czerwień fenolowa
• Środki selektywne - środki, które umożliwiają wzrost tylko określonych bakterii; przykładami są antybiotyki, telluryny, azydki i sole żółciowe
• Środki zestalające - środki, które utrzymują pożywkę w stanie stałym lub półstałym, jeśli jest to wymagane; powszechnie stosowanym środkiem jest agar, chociaż czasami stosuje się żelatynę
• Specyficzne substancje, takie jak czynniki wzrostu, enzymy mogą być włączone do pożywki dla określonych bakterii

Rodzaje pożywek mikrobiologicznych

• Podłoża proste lub podstawowe: Zawierają bulion odżywczy i wodę peptonową; używane rutynowo do izolowania i hodowli różnych bakterii w laboratorium badawczym biologii molekularnej
• Podłoża złożone: Zawierają mieszaninę różnych składników odżywczych; dokładny skład źródła aminokwasów nie jest określony. Przykłady obejmują agar czekoladowy, agar MacConkeya, podłoże Lowensteina-Jensena
• Podłoża zdefiniowane: Zawierają znane i zdefiniowane źródła węgla i azotu wymagane przez niektóre bakterie
• Podłoża specjalne: Zawierają specyficzne substancje, które pobudzają wzrost wybrednych bakterii, zniechęcają do wzrostu niepożądane bakterie lub zawierają wskaźniki, które rozróżniają różne typy bakterii

Tabela 1 Rodzaje pożywek dla drobnoustrojów

Nazwa	.Wprowadzenie	Zastosowanie
Podłoża bakteryjne
Podłoże LB	Broth lizogeniczny lub LB jest najpopularniejszym i najczęściej stosowanym podłożem do hodowli E. coli. Po raz pierwszy została stworzona przez Bertaniego G do hodowli szczepu wskaźnikowego Shigella. LB to bogata pożywka zawierająca pepton, ekstrakt drożdżowy, NaCl i agar (w przypadku pożywki stałej). W zależności od stężenia NaCl, podłoże LB można sklasyfikować następująco: LB - Miller, LB - Lennox i LB - low salt.	Podłoża LB są odpowiednie do nieselektywnej hodowli szczepów E. coli do klonowania, produkcji DNA, plazmidowego DNA i rekombinowanych białek. Nadaje się również do selektywnej hodowli po dodaniu odpowiednich antybiotyków. Płytki zawierające sterylny agar LB z lub bez antybiotyków są również dostępne do selektywnej hodowli antybiotykoopornych szczepów E. coli.
Minimalne sole (M9)	Podłoże M9 zawiera niezbędne sole i azot.	Podłoże Minimal Salts (M9) jest odpowiednie do nieselektywnej hodowli szczepów E. coli do klonowania, produkcji DNA, plazmidowego DNA i rekombinowanych białek. Nadaje się również do selektywnej hodowli po dodaniu odpowiednich antybiotyków.
Broth Terrific - zmodyfikowany	Broth Terrific to pożywka bogata w składniki odżywcze, która zapewnia wyższą wydajność bakterii w krótszym czasie.	Broth Terrific (zmodyfikowany) jest odpowiedni do nieselektywnej hodowli szczepów E. coli do klonowania i wysokowydajnej produkcji DNA, plazmidowego DNA i rekombinowanych białek. Nadaje się również do selektywnej hodowli po dodaniu odpowiednich antybiotyków.
Podłoże Hanahan's Broth (SOB Medium)	Podłoże SOB ma wyższą zawartość peptonu, aminokwasów i peptydów niż podłoże LB.	Hanahan's Broth (pożywka SOB) umożliwia przygotowanie wysokowydajnych komórek kompetentnych.
Podłoże SOC	Podłoże SOC jest zmodyfikowanym podłożem SOB z dodatkiem glukozy. W obecności glukozy procesy komórkowe wykorzystujące inne cukry są tłumione. Ekspresja rekombinowanych białek, które mogą wpływać na fizjologię komórek gospodarza, jest hamowana, co skutkuje wysoką wydajnością reakcji transformacji.	Podłoże SOC umożliwia wysokowydajną transformację kompetentnych komórek.
Podłoże 2X YT	Podłoże 2X YT zawiera podwójne stężenie ekstraktu drożdżowego w porównaniu do typowego podłoża LB. Jest przydatna do wzrostu i utrzymania wysokiej gęstości komórek przez dłuższy okres wzrostu.	Podłoże 2X YT jest odpowiednie do nieselektywnej hodowli bakteriofaga M13 i szczepów E. coli do klonowania, produkcji DNA, plazmidowego DNA i rekombinowanych białek. Nadaje się również do selektywnej hodowli po dodaniu odpowiednich antybiotyków.
NZCYM Broth	NZCYM Broth to bogaty w składniki odżywcze bulion z aminokwasami, peptydami, witaminami i niskim stężeniem soli.	NZCYM Broth jest odpowiedni do nieselektywnej hodowli bakteriofagów lambda i szczepów E. coli do klonowania, produkcji DNA, plazmidowego DNA i rekombinowanych białek. Nadaje się również do selektywnej hodowli po dodaniu odpowiednich antybiotyków.
Podłoża dla drożdży
Podłoża dla drożdży.Yeast Nitrogen Base z aminokwasami lub bez	Yeast Nitrogen Base to bogata w składniki odżywcze pożywka ze źródłami azotu, witamin, pierwiastków śladowych i soli. Działa jako podstawowa pożywka dla większości reakcji fermentacyjnych z udziałem kultur drożdży.	Yeast Nitrogen Base z dodatkiem i bez dodatku aminokwasów do uprawy drożdży i do klasyfikacji opartej odpowiednio na wymaganiach dotyczących aminokwasów i węgla.
Podłoże fagowe
NZ Amine®Broth	NZ Amine® Broth to bogata w składniki odżywcze pożywka z aminokwasami, peptydami, witaminami i niskim stężeniem soli.	NZ Amine® Broth jest odpowiedni do wzrostu bakteriofaga lambda.

FAQs

Jakie są różnice między preparatami Luria, Lennox i Miller LB?

LB (pierwotnie nazywany bulionem lizogenicznym) początkowo składał się z tryptonu, ekstraktu drożdżowego, NaCl i glukozy. Wkrótce potem glukoza została pominięta (wersja Millera), a później zawartość NaCl obniżona o połowę (wersja Lennoxa). Do niektórych zastosowań wymagana jest jeszcze niższa zawartość soli (wersja Lurii o niskiej zawartości soli).

Jaka jest różnica między produktami LB - Miller?

LB - Miller jest dostępny w wielu rodzajach, aby zaspokoić Twoje potrzeby. Różne formaty produktu obejmują postać proszku i płynu. Postać proszku jest również dostępna z agarem do łatwego przygotowania płytki LB-agar.L2542 (LB Miller w płynie)L3522 (LB Miller w proszku)L3147 (LB Miller w proszku z agarem)

Które podłoże do hodowli bakterii jest najlepszym wyborem dla mojego zastosowania?

Każdy z bulionów będzie prawdopodobnie bardzo dobrze hodował E. LB - Miller i LB - Lennox są używane do wzrostu i utrzymania E. coli, produkcji plazmidów DNA i produkcji białek. Preparat Lennox ma niższą zawartość soli wymaganą dla niektórych antybiotyków selekcyjnych wrażliwych na sól. LB - Luria o niskiej zawartości soli jest używana do specjalnych zastosowań, w których wzrost E. coli lub inne ograniczenia wymagają najniższej możliwej zawartości soli.Terrific Broth jest używany do produkcji białek o wyższej wydajności i produkcji plazmidów DNA o wysokiej wydajności, ze względu na szybszy wzrost E. coli w tym podłożu.SOB jest używany do produkcji białek, produkcji plazmidów DNA i generowania wysokowydajnych komórek kompetentnych.SOC jest używany do początkowego wzrostu komórek kompetentnych i procedury transformacji.

Czy dodanie magnezu do podłoża hodowlanego zwiększy gęstość komórek?

W preparatach bulionu mikrobiologicznego, które nie zawierają jeszcze magnezu, dodanie 10-20 mM MgCl2 lub MgSO4 może zwiększyć gęstość komórek. Konieczne może być również zwiększenie prędkości wytrząsania w inkubatorze.

Przewodnik wyboru pożywek mikrobiologicznych

Tabela 1 LB Media

Nazwa	Komponenty	Product No.	Format	Uwagi przygotowawcze	Aplikacja
LB - Miller	10 g/L Tryptonu 5 g/L ekstraktu drożdżowego 10 g/L NaCl	L2542	Płyn	Gotowy do użycia	Nadaje się do regularnej hodowli E. coli.
	10g/L Tryptone 10g/L NaCl 5g/L Ekstrakt drożdżowy	L3522	Proszek	Zmieszać 25 g w 1 l wody; autoklawować i schłodzić przed użyciem
	15g/L Agaru  10g/L Tryptonu& 10g/L NaCl  5g/L Ekstrakt drożdżowy	L3147	Proszek z agarem	Wymieszać 40 g w 1 l wody, podgrzać do rozpuszczenia; autoklawować i schłodzić przed użyciem
	15g/L Agar  10g/L Tryptone  10g/L NaCl& 5g/L ekstraktu drożdżowego  100μg/mL ampicyliny	.L5667	Płytki Agar z ampicyliną 100 μg/mL	Gotowe do użycia
	15g/L Agar  10g/L Tryptone  10g/L NaCl  5g/L ekstraktu drożdżowego  50μg/mL ampicyliny	L0168	Płytka Agar z ampicyliną 50 μg/mL
	15g/L Agar  10g/L Tryptone& 10g/L NaCl  5g/L ekstraktu drożdżowego  50μg/mL kanamycyny	L0543	Płytki agarowe z 50 ug/ml kanamycyny
	15 g/L Agar  10 g/L Trypton  10 g/L NaCl  5 g/L ekstraktu drożdżowego  100 μg/mL karbenicyliny	L0418	Płytki Agar z karbenicyliną 100 μg/mL
LB - Lennox	10 g/L peptonu  5 g/L ekstraktu drożdżowego  10 g/L NaCl	L3022	Proszek	Wymieszać 20 g w 1 l wody; autoklawować i schłodzić przed użyciem	Nadaje się do hodowli szczepów E. coli, które są wrażliwe na sól.
	15 g/L Agar  10 g/L Trypton  5 g/L ekstraktu drożdżowego  5 g/L NaCl	L2897	Proszek z agarem	Wymieszać 35 g w 1 l wody, podgrzać do rozpuszczenia; autoklawować i schłodzić przed użyciem
	10 g/L Tryptone 5 g/L Yeast Extract  5 g/L NaCl  2.2 g/L obojętnych środków wiążących	L7275	Tabletki	Dodaj każdą tabletkę 1,2 g do 48.3 ml wody; autoklawować i schłodzić przed użyciem
	13.72g/L Agar  9.14g/L Tryptone  4.57 g/L Yeast Extract  4.57 g/L NaCl  1.6g/L obojętnych środków wiążących	L7025	Tabletki z agarem	Dodaj każdą 1.68 g tabletki do 48.3 ml wody; autoklawować i schłodzić przed użyciem
	10g/L Tryptone .  5 g/L ekstraktu drożdżowego  5 g/L NaCl  0.6 g/L obojętnego środka wiążącego (tylko formuła EZMix)	L7658	EZMix™	Wymieszać 20.6 g w 1 l wody; autoklawować i schłodzić przed użyciem
	15 g/l agaru  10 g/l tryptonu  5 g/l ekstraktu drożdżowego  5 g/L NaCl	L7533	EZMix™ z agarem	Wymieszać 35.6 g w 1 l wody, podgrzać do rozpuszczenia; autoklawować i schłodzić przed użyciem
	15g/L agaru  10g/L Tryptone  5 g/L Yeast Extract  5 g/L NaCl<	L5542	.Płytki	Gotowe do użycia
	10 g/L Trypton  5.0 g/L ekstraktu drożdżowego  5.0 g/L NaCl	L9234	Płyn	Gotowy do użycia
LB - niska zawartość soli	10 g/L peptonu  5 g/L ekstraktu drożdżowego  0.5 g/L NaCl (i 15 g/L agaru dla pożywki stałej)	.L3397	Proszek	Wymieszać 15.5 g w 1 l wody; autoklawować i schłodzić przed użyciem	Nadaje się do hodowli szczepów E. coli, które do wzrostu wymagają warunków o niskiej zawartości soli.
	15g/L Agar  10g/L Tryptone  5g/L Yeast Extract  0.5g/L NaCl	L3272	Proszek z agarem	Wymieszaj 30.5 g w 1 l wody, podgrzać do rozpuszczenia; autoklawować i schłodzić przed użyciem
Overnight Express Instant LB Medium	Składniki Overnight Express Autoinduction System 1  Bulion Luria Bertani (LB)	71757-M	Pożywka granulowana	Wystarczy dodać zawartość opakowania EasyPak do 1 l sterylnej wody, uzupełnić 10 ml glicerolu i gotować w kuchence mikrofalowej przez 2 minuty do rozpuszczenia. Pożywka Overnight Express Instant LB jest również dostępna w butelkach o pojemności 1 kg. Granulowana pożywka zapewnia szybkie, jednolite rozpuszczanie w wodzie, zapobiega zbrylaniu się pożywki i pozwala uniknąć wdychania proszku unoszącego się w powietrzu.	Umożliwia regulowaną ekspresję białek w E. coli, bez konieczności monitorowania hodowli lub dodawania IPTG podczas wzrostu komórek.
Overnight Express Instant TB Medium	Składniki Overnight Express Autoinduction System 1  Podłoże Terrific Broth (TB)	71491	Podłoże granulowane	EasyPak to woreczek z folii aluminiowej zawierający 60 g podłoża granulowanego, wystarczającego na 1 L hodowli. Wystarczy dodać zawartość EasyPak do 1 L sterylnej wody, uzupełnić 10 ml glicerolu i mikrofalować przez 2 minuty w celu rozpuszczenia. Pożywka Overnight Express Instant TB Medium jest również dostępna w butelkach o pojemności 1 kg. Granulowana pożywka zapewnia szybkie, jednolite rozpuszczanie w wodzie, zapobiega zbrylaniu się pożywki i pozwala uniknąć wdychania proszku unoszącego się w powietrzu.

Tabela 2 Minimal Salts (M9)

Name	Components	Product No./b>	Komponenty	Nr produktu	Format	Nr produktu	Format	Uwagi dotyczące przygotowania	Zastosowanie
Sole minimalne (M9)	33.9 g/L Na2HPO4.7H2O  15 g/L KH2PO4   5 g/L NH4Cl i 2.5 g/L NaCl	M6030	Proszek	Wymieszać 56.4 g w 1 l wody, aby uzyskać 5-krotny roztwór podstawowy; autoklawować, schłodzić i rozcieńczyć do 1-krotnego roztworu przed użyciem	Nadaje się do rekombinowanych szczepów E. coli
	15 g/L KH2PO4  64 g/L Na2HPO4  2.5 g/L NaCl  5.0 g/L NH4Cl	M9956	Płyn	Gotowy do użycia

Tabela 3 Minimal Salts (M9)

Nazwa	Składniki	Nr produktu	Format	Uwagi dotyczące przygotowania	Zastosowanie
Hanahan's Broth (SOB Medium)	20 g/L tryptonu  5 g/L ekstraktu drożdżowego  2.4 g/L MgSO4  0.5 g/L NaCl  0.186 g/L KCl	H8032	Proszek	Mieszać 28 g w 1 l wody; autoklawować i schłodzić przed użyciem	Umożliwia przygotowanie wysokowydajnych komórek kompetentnych.
Podłoże SOC	20 g/L tryptonu  5 g/L ekstraktu drożdżowego  4.8 g/L MgSO4 3,603 g/L dekstrozy 0,5 g/L NaCl 0.186 g/L KCl	S1797	.Płyn	Gotowy do użycia	Podłoże SOC to zmodyfikowane podłoże SOB z dodatkiem glukozy. W obecności glukozy procesy komórkowe wykorzystujące inne cukry są tłumione. Ekspresja rekombinowanych białek, które mogą wpływać na fizjologię komórek gospodarza, jest hamowana, co skutkuje wysoką wydajnością reakcji transformacji. Umożliwia to wysokowydajną transformację kompetentnych komórek.

Tabela 4 Wspaniały rosół - zmodyfikowany

Name	Components	Product No.	Format	Uwagi dotyczące przygotowania	Zastosowanie
Terrific Broth - zmodyfikowany	23.6 g/L ekstraktu drożdżowego  11.8 g/L tryptonu  9.4 g/L K2HPO4  2.2 g/L KH2PO4	T5574	Płyn	Gotowy do użycia	Nadaje się do nieselektywnej hodowli szczepów E. coli do klonowania i wysokowydajnej produkcji DNA, plazmidowego DNA i rekombinowanych białek. Nadaje się również do selektywnej hodowli po dodaniu odpowiednich antybiotyków.
		T9179	EZMix™	Wymieszać 48.2 g w 1 l wody, dodać 4 ml glicerolu; autoklawować i schłodzić przed użyciem

Tabela 5 2X YT Medium

Nazwa	Składniki	Nr produktu.	Format	Uwagi dotyczące przygotowania	Zastosowanie
2X pożywka YT	16 g/L tryptonu 10 g/L ekstraktu drożdżowego  5 g/L NaCl	.Y1003	Płyn	Gotowy do użycia	Nadaje się do nieselektywnej hodowli szczepów bakteriofaga M13 i E. coli do klonowania, produkcji DNA, plazmidowego DNA i rekombinowanych białek. Nadaje się również do selektywnej hodowli po dodaniu odpowiednich antybiotyków.
		Y2377	Proszek	Zmieszać 31 g w 1 l wody; Autoklawować i schłodzić przed użyciem
		Y2627	EZMix™	Zmieszać 31.6 g w 1 l wody; autoklawować i schłodzić przed użyciem

Tabela 6 Rosół NZCYM

Nazwa	Składniki	Nr produktu.	Format	Uwagi dotyczące przygotowania	Zastosowanie
NZCYM Broth	10 g/L tryptonu 5 g/L ekstraktu drożdżowego  5 g/L NaCl  1 g/L kasaminokwasów  1 g/L MgSO4	N3643	Proszek	Mieszać 22 g w 1 l wody; autoklawować i schłodzić przed użyciem	Nadaje się do nieselektywnej hodowli bakteriofagów lambda i szczepów E. coli do klonowania, produkcji DNA, plazmidowego DNA i rekombinowanych białek. Nadaje się również do selektywnej hodowli po dodaniu odpowiednich antybiotyków.

Tabela 7 Pożywki dla drożdży

Nazwa	Składniki	Nr produktu.	Format	Uwagi dotyczące przygotowania	Zastosowanie
Baza azotowa z drożdży z aminokwasami	Źródła azotu:  Siarczan amonu, 5.0 g/L Aminokwasy:  L-histydyna, 10 mg/L  DL-metionina, 20 mg/L  DL-tryptofan, 20 mg/L Witaminy:  biotyna, 2.0  Pantotenian wapnia, 400  Kwas foliowy, 2.0  Inositol, 2.0 mg/l; kwas nikotynowy, 400  kwas p-aminobenzoesowy, 200  Chlorowodorek pirydoksyny, 400  Ryboflawina, 200  Tiamina HCL, 400 Pierwiastki śladowe:  Kwas borowy  Siarczan miedzi  Jodek potasu  Chlorek żelaza .  Siarczan magnezu  Molibdenian sodu  Siarczan cynku Sole:  Fosforan potasu jednozasadowy, 1.0 g/L Siarczan magnezu, 0,5 g/L  Chlorek sodu, 0,1 g/L  Chlorek wapnia, 0.1 g/L	Y1250	Proszek	Wymieszaj 6.7 g w 100 ml wody, dodać 5 g glukozy, aby uzyskać 10-krotny roztwór podstawowy; przefiltrować sterylnie i rozcieńczyć do 1-krotności sterylną wodą przed użyciem	Yeast Nitrogen Base to wysoce referencyjna pożywka wzrostowa stosowana do hodowli drożdży. Ten bogaty w składniki odżywcze bulion mikrobiologiczny zawiera aminokwasy, azot, witaminy, pierwiastki śladowe i sole.
Yeast Nitrogen Base bez aminokwasów	Źródła azotu:  Siarczan amonu, 5.0 g/L Witaminy:  Biotyna, 2.0  Pantotenian wapnia, 400  Kwas foliowy, 2.0  Inositol, 2.0 mg/l; kwas nikotynowy, 400  kwas p-aminobenzoesowy, 200  Chlorowodorek pirydoksyny, 400  Ryboflawina, 200 Tiamina HCL, 400 Pierwiastki śladowe:  Kwas borowy, 500  Siarczan miedzi, 40  Jodek potasu, 100  Chlorek żelaza, 200 Pierwiastki śladowe. Siarczan manganu, 400  Molibdenian sodu, 200  Siarczan cynku, 400 Sole:  Fosforan potasu monozasadowy, 1.0 g/L  Siarczan magnezu, 0,5 g/L  Chlorek sodu, 0,1 g/L  Chlorek wapnia, 0.1 g/L	Y0626	Proszek	Wymieszaj 6.8 g w 100 ml wody, dodać 5 g glukozy i 5-10 mg odpowiednich aminokwasów, aby uzyskać 10-krotny roztwór podstawowy; przefiltrować sterylnie i rozcieńczyć do 1-krotności sterylną wodą przed użyciem	Yeast Nitrogen Base jest uważany za idealny do hodowli drożdży typu dzikiego. Wiadomo, że obecność aminokwasów zapobiega selektywnemu wykorzystaniu markerów. W związku z tym pożywka ta nie zawiera aminokwasów i jest przydatna do klonowania i manipulacji sztucznym chromosomem drożdży.

Tabela 8 Nośniki fagowe

Nazwa	Składniki	Nr produktu.	Format	Uwagi dotyczące przygotowania	Zastosowanie
NZ Amine®Broth	10 g/L tryptonu  5 g/L NaCl  1 g/L MgSO4	N3518	Proszek	Wymieszać 16 g w 1 l wody; autoklawować i schłodzić przed użyciem	Odpowiedni do wzrostu bakteriofaga lambda.

Referencje

1. Sambrook J, Fritsch E, Maniatis T. 1989. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 1. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press.

2. Parija SC. 2012. Textbook of Microbiology & Immunology. 2. Elsevier India.

3. Types of Growth Media Used to Culture Bacteria. [Internet].[updated 07 Aug 2016; cited 17 Jul 2020]. Available from: https://www.scienceprofonline.org/microbiology/types-culture-media-for-growing-bacteria