大腸桿菌BL21生長狀態(tài)的研究

郭 曉 麗

（衡水學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，河北 衡水 053000）

大腸桿菌BL21生長狀態(tài)的研究

郭 曉 麗

（衡水學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，河北 衡水 053000）

以大腸桿菌菌株BL21為材料，測定其生長曲線及在不同濃度NaHCO3、NaCl處理下的生長狀態(tài)．結(jié)果表明：大腸桿菌 BL21具有穩(wěn)定的生長狀態(tài)，高濃度的脅迫條件均可抑制其生長，低濃度的 NaCl抑制作用不明顯，而低濃度的NaHCO3則極為敏感．

大腸桿菌BL21; 生長；狀態(tài)

大腸桿菌表達系統(tǒng)是目前最常用的外源蛋白表達系統(tǒng)[1]．大量的研究工作為大腸桿菌表達系統(tǒng)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)．此后，Guarante等發(fā)表了以質(zhì)粒、乳糖操縱子為基礎(chǔ)建立起來的大腸桿菌表達系統(tǒng)，這一發(fā)展構(gòu)成了大腸桿菌系統(tǒng)的雛型[2]．

大腸桿菌由于遺傳背景清楚，容易培養(yǎng)，以及有大量可供選擇的克隆載體與表達載體，使之成為人們克隆表達外源基因的主要菌株[3]．其中，大腸桿菌 BL21是常用的表達菌株，一般配合以強表達載體來進行目的基因的強表達．筆者通過對大腸桿菌菌株 BL21生長曲線的測定，以及在不同脅迫條件下的生長狀態(tài)的研究，為進一步更好的研究與利用BL21提供理論依據(jù)．

1 材料與方法

1.1 材料

大腸桿菌BL21菌株由河北師范大學(xué)饋贈．

1.2 方法

1.2.1 大腸桿菌BL21生長曲線的測定

取大腸桿菌BL21單菌落，接種于3 mL的LB液體培養(yǎng)基中，37 ℃振蕩培養(yǎng)過夜．另取10 mL LB液體培養(yǎng)基，分別加入100 μL過夜培養(yǎng)的菌液．接種1 h后，每隔60 min取菌液測其OD600值，背景為LB培養(yǎng)基，以橫軸為時間，縱軸為OD600值作圖，畫出BL21的生長曲線圖．

1.2.2 NaHCO3脅迫下大腸桿菌BL21生長狀態(tài)的測定

取過夜培養(yǎng)的大腸桿菌BL21菌液500 μL，加入含NaHCO3的LB液體培養(yǎng)基中，NaHCO3終濃度分別為0, 0.4, 0.6 mol/L．每個處理設(shè)置3個重復(fù)．37 ℃振蕩培養(yǎng)，每隔1 h測定OD600值，以橫軸為時間，縱軸為OD600作圖．

1.2.3 NaCl脅迫下大腸桿菌BL21生長狀態(tài)的測定

取過夜培養(yǎng)的大腸桿菌BL21菌液500 μL，加入含NaCl的LB液體培養(yǎng)基中，NaCl終濃度分別為0, 0.4, 0.8 mol/L．每個處理設(shè)置3個重復(fù)．37 ℃振蕩培養(yǎng)，每隔1 h測定OD600值，以橫軸為時間，縱軸為OD600作圖．

2 結(jié)果與分析

2.1 大腸桿菌BL21的生長曲線

由圖1我們可以發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌BL21的生長曲線在培養(yǎng)1～4 h時均呈現(xiàn)上升趨勢并依次經(jīng)歷遲緩期、對數(shù)期、到達穩(wěn)定期．隨后生長逐漸開始下降，并進入衰亡期．在培養(yǎng)7 h后菌液濃度大幅度降低，此時可能出現(xiàn)大量菌體死亡．

2.2 NaHCO3脅迫下大腸桿菌BL21的生長狀態(tài)

由圖2可知，在不含NaHCO3的培養(yǎng)基中，大腸桿菌BL21生長狀態(tài)良好，隨著培養(yǎng)時間的增加，菌液的濃度呈現(xiàn)先增長后降低，并在培養(yǎng)4 h達到最高值．隨著NaHCO3濃度的升高，大腸桿菌BL21的OD值呈現(xiàn)大幅度的降低．當NaHCO3濃度為0.4mol/L和0.6 mol/L時，大腸桿菌BL21的菌液隨著培養(yǎng)時間的增加基本沒有變化，均處于較低的濃度，可見，NaHCO3對大腸桿菌BL21的生長有較強的抑制作用，低濃度時即可抑制其生長．

圖1 大腸桿菌DH5α的生長曲線

圖2生 長不狀同態(tài)濃度 NaHCO3處理下大腸桿菌BL21的生長狀態(tài)

2.3 NaCl脅迫下大腸桿菌BL21的生長狀態(tài)

由圖3可知，當NaCl濃度為0和0.4 mol/L時，大腸桿菌BL21的OD值基本變化不大，均呈現(xiàn)緩慢增加，并在培養(yǎng)4 h后濃度急劇降低．當濃度為0.8 mol/L時，大腸桿菌BL21的菌液雖與對照比有較大幅度的降低，但仍有大量的菌存活，由此可見，高濃度的NaCl可明顯抑制大腸桿菌BL21的生長，低濃度抑制作用不明顯．

圖3 不同濃度 NaCl處理下大腸桿菌BL21的生長狀態(tài)

3 討論

大腸桿菌是表達重組蛋白的重要宿主菌，已成功用于多種重組蛋白的生產(chǎn)．其中大腸桿菌BL21是應(yīng)用最廣泛的菌種之一．在本實驗中我們可以發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌BL21在培養(yǎng)4 h即可達到其對數(shù)生長期，表明其生長力旺盛，短時期內(nèi)即可滿足后續(xù)試驗的需要．

此外，在不同脅迫條件下，我們可以發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌 BL21對低濃度的 NaCl有較強的耐受能力，而對NaHCO3表現(xiàn)則極為敏感，說明 HCO3－對 BL21的影響程度要遠遠大于 Cl－．因此我們在大量培養(yǎng)大腸桿菌BL21的過程中，應(yīng)嚴格杜絕HCO3－的摻入，以達到其最大的生長量，滿足試驗的需要．

[1] 唐建國,茹炳根,徐長法,等.蛋白質(zhì)工程的研究[J].北京大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,1998,34(2):342-348

[2] 沈立新,魏東芝,張嗣良.大腸桿菌BL21(pTrc-gsh)與酵母耦聯(lián)合成谷胱甘肽的研究[J].生物工程學(xué)報, 2001(4):69-81

[3] 崔立斌,馬清鈞.新生肽的折疊與重組蛋白可溶性表達[J].生物工程進展,1998,18(1):36-40.

Abstract:We measured the growth curve and studied the growth appearance of E.coli BL21 on the different concentration of NaHCO3and NaCl. The results showed E.coli BL21 has stable growth appearance. It cannot grow in the high levels of stress condition. It can endure low concentration of NaCl, and it is extremely sensitive to low concentration of NaHCO3.

Key words:E.coli BL21; growth; appearance

(責任編校：李建明英文校對：李玉玲）

Studies on the Growt h Appeara nce of E.coli BL21

GUO Xiao-li

(College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

Q935

A

1673-2065(2011)01-0040-03

2010-10-07

郭曉麗(1977-),女,河北邯鄲人,衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院副教授,理學(xué)博士.