鳥在飛,蟲在爬,魚兒水中游,人類在奔跑,那么在微生物世界的運動又是什么樣的呢?殊不知,微生物世界中有的“小朋友”也在進(jìn)化過程中獲得了相應(yīng)的運動能力,而且他們的運動能力也是非常強大的!許多細(xì)菌每秒鐘前行數(shù)十微米,逗點弧菌是自然界中運動速度最快的一種細(xì)菌,它每秒鐘可向前游動100微米,相當(dāng)于細(xì)菌自身體長的50倍,而一個人類運動員每秒鐘最快只能向前跑約5倍體長的距離,即使獵豹的這個數(shù)字也只能達(dá)到25倍,從這個意義上講,細(xì)菌算是世界上“跑”得最快的生物。
大多數(shù)細(xì)菌運動都是依靠鞭毛進(jìn)行的,鞭毛是附著在菌體上的細(xì)長而彎曲的絲狀蛋白物質(zhì),有的細(xì)菌僅有1-2根,有的可達(dá)數(shù)百根。根據(jù)鞭毛的生長部位不同,可分為周生鞭毛、側(cè)生鞭毛和端生鞭毛。細(xì)菌鞭毛是一種巨型蛋白復(fù)合物,它的基體部分鑲嵌在細(xì)胞膜和細(xì)胞壁之間,由一系列蛋白質(zhì)圓環(huán)疊落而成。其中最下面的幾個環(huán)互相咬合在一起,在細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)動。有些學(xué)者稱鞭毛的功能相當(dāng)于船的螺漿,在水中可以高速旋轉(zhuǎn)從而推動菌體前行,因此水體環(huán)境才是鞭毛細(xì)菌自由馳騁的天地。有趣的是,鞭毛主要生長在弧形和桿狀的細(xì)菌身上,而球形的細(xì)菌幾乎都沒有鞭毛,這大概是由于它們肥胖的體形本身就不太適合運動,大自然干脆就不再讓它浪費能量去生成什么鞭毛。
不同細(xì)菌的鞭毛數(shù)量和排列也有差異,有的細(xì)菌滿身都是鞭毛,有的細(xì)菌只有一根或一束鞭毛。在細(xì)菌的一生中,也并不是每個年齡階段都有鞭毛,只有那些處于壯年的細(xì)菌才有鞭毛,隨著生活環(huán)境的逐漸惡化,細(xì)菌會失去鞭毛,成為老態(tài)龍鐘不能游動的細(xì)菌。
細(xì)菌是否具有鞭毛也成為了一種分類鑒定的手段,但是鞭毛非常細(xì),僅有20納米左右,使用普通的顯微鏡很難觀察,只能通過特殊的染色使之加粗或者在電子顯微鏡下觀察,這樣就給實驗室?guī)砹艘恍├щy。不過沒關(guān)系,我們有一種更加簡便的方法——使用半固體動力培養(yǎng)基!
鞭毛在水體環(huán)境中運動能力是最強的,但是又不太容易觀察,所以我們可以借助半固體動力培養(yǎng)基。半固體動力培養(yǎng)基是一種瓊脂含量為0.3%-0.7%的非選擇性培養(yǎng)基。當(dāng)細(xì)菌具有運動能力時會在培養(yǎng)基中沿著穿刺線擴散生長,而沒有動力的細(xì)菌則僅沿穿刺線生長。這樣我們就可以借助他的生長線路來判斷他是否具有運動能力啦!
1.?新鮮活化菌株更利于動力的觀察;
2.?接種針盡量直;
3.?用接種針沿半固體動力培養(yǎng)基中心快速向下穿刺;
4.?穿刺不要接觸試管或安瓿瓶底部,應(yīng)保留一定距離;
5.?為了更好觀察,可在培養(yǎng)基中添加0.1%的TTC。
圖1?不同動力陽性菌株實驗現(xiàn)象
1、謝小軍.?細(xì)菌的運動.?來源于《知識就是力量》
2、GB 4789.28-2013 《食品微生物學(xué)檢驗 培養(yǎng)基和試劑的質(zhì)量要求》