吳輝生

摘要：該文用分形分析的方法，對蒼耳子對寧都黃雞盲腸大腸桿菌菌落的分形特征影響進行了研究。結果表明隨著日糧中蒼耳子添加量的增加，盲腸中大腸桿菌的量呈減少趨勢，分形維數隨日糧中蒼耳子添加量的增加而變小。分形維數能很好地反應菌落在不同蒼耳子添加水平下的生長發育差異。日糧中添加蒼耳子能有效抑制寧都黃雞消化道大腸桿菌的增長與繁殖，用分形維數的方法可有效定量描述大腸桿菌菌落的差異特征。

關鍵詞：蒼耳子;寧都黃雞;大腸桿菌;分形特征

中圖分類號：S858.31

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.2096-3637.2019.23.001

0引言

肉雞大腸桿菌病是肉雞常見的傳染性疾病之一，是由大腸桿菌引起的一種腸道傳染病。大腸桿菌廣泛存在于自然界與雞胃腸道內，是雞腸道中的一種常在菌群，屬于條件性致病菌，當雞群受到外界某些應激因素影響，導致身體抵抗能力下降時，會為大腸桿菌的繁殖感染提供可能[1]。通過細菌的菌落特征可分析大腸桿菌在動物體內的存在特征，并對其致病機理進行間接研究。菌落特征通常通過細菌培養測定菌落大小直接定量描述。但由于菌落的生長受自身基因型及培養基、溫度等外界環境因素的影響，直接通過菌落大小并不一定能準確反映細菌的菌落發育特征。

分形理論是用分數維度的視角和數學方法描述和研究客觀事物，主要揭示介于整體與部分、有序與無序、復雜與簡單之間的新形態、新秩序，更趨近復雜系統的真實屬性與狀態的描述，更加符合客觀事物的多樣性與復雜性[2]。分形理論目前已廣泛運用于微生物學研究。陽葵等以分形和多重分形理論分別測定了霉菌（綠僵菌）菌落樣本的分形特征和多重分形特征，對菌落分形特征與菌種性能的相關性進行了系統分析。以多重分形特征為依據設計的分類器，可以用于優良菌種的自動識別，速度快，與人工分離篩選的實驗數據相吻合[3]。但大腸桿菌的分形特征尚未有報道。蒼耳子是寧都黃雞原產地（江西贛州）常見易得的一種野生中草藥，其主要含有水溶性苷類、倍半萜內酯類、揮發油類、脂肪油類、酚酸類及其他化合物，藥理作用有降血糖、抗過敏、抗菌、抗炎、鎮痛、抗腫瘤的作用[4]。本文運用分形理論研究蒼耳子對寧都黃雞盲腸大腸桿菌菌落特征的影響，為進一步研究大腸桿菌在雞體內的致病規律打下基礎。

1材料與方法

1.1試驗動物

本試驗中95日齡寧都黃雞由興國豐硒農業有限公司提供。試驗前隨機選取20只試驗雞禁食36h，自由飲水。

1.2樣品采集與分離

將60只雞分成3組，空白組10只，試驗組5組（分別飼喂日糧中添加蒼耳子0.5%、1%、1.5%、2%）。空白組飼喂正常未添加任何中藥與抗生素的全價配合日糧，試驗組飼喂按比例加入蒼耳子的日糧，連續飼喂7d。采集盲腸內容物。記錄樣本重量，-70°C保存;經充分研磨，加入PBS混洗靜置，收集過濾產物沉淀10min，取上清1.5mL的過濾液離心（4000r，6min）。取沉淀物，加入1mLPBS，振蕩混勻。

1.3大腸桿菌培養

將制備好的混懸液分別培養在PDA平板中，于37°C溫度下培養7d，每個處理設5個重復。

1.4菌落測量

用掃描儀掃描后，輸出各個處理的菌落圖形，所得圖形進行以下測量：①按常規方法測量菌落直徑（cm）。②用計盒法測量菌落圖形，以M（mm）為邊長的正方形格覆蓋各菌落圖形，測得圖形覆蓋的非空方格數N（M），每個邊長重復測量3次，取平均值。每個處理測3～5個菌落。對不同Mi（i=1，……m，將得到m個不同N（m）值。設N-M-D，則用最小二乘法對（lnM1，lnN（M））作一元線性回歸，回歸直線斜率的負值即為分形維數D（1<D<2）。

2結果與分析

2.1菌落分形特征

圖1分別為大腸桿菌在不同處理組中方格邊長M和方格數N（M1）的雙對數關系圖，可知其均有明顯的線性關.系。在不同處理組的相關系數均很高，達98%以上，見表1。因此，大腸桿菌的菌落在各處理組下都有明顯的分形特征，按分形理論計算要求，菌落分形度量可用計盒法進行，所得數據真實可靠，可準確反映菌落的分形特征。

2.2大腸桿菌在不同處理中的菌落分形維數

大腸桿菌菌落的分形維數隨著處理組蒼耳子濃度的提高而逐漸降低，見圖2。分形維數的變化趨勢與菌落的發展一致。由此趨勢可判斷，隨著蒼耳子濃度的增加，大腸桿菌的增長繁殖受抑制，其菌落發育越慢，分形維數降低，見圖3。

2.3分形維數與菌落直徑

不同分組的菌落，其分形維數與菌落直徑的大小密切相關。但菌落的分形維數并不都與菌落直徑呈正相關，如1.5%與2.0%組分形維數呈顯著性減小，而直徑變化不顯著。由此可判斷，當用菌落直徑不能反映出2種真菌的菌落特征時，可用分形維數進行比較，雖然菌落的形狀基本是有規律的，但并非完全符合歐氏幾何中的規則形狀，因此用分形維數結合菌落直徑量化菌落特征比傳統方法更科學，更能反映特殊性差異。

3討論與結論

本試驗通過對添加蒼耳子各處理組的寧都黃雞盲腸中大腸桿菌菌落分形維數的計算，表明隨著蒼耳子添加量的增加，盲腸中大腸桿菌的量呈減少趨勢，分形維數隨日糧添加蒼耳子的量變化而變化，隨著蒼耳子添加量的增加，分形維數變小。在所有處理組中，不同處理組的大腸桿菌的分形維數不同，說明分形維數受大腸桿菌生長發育環境中蒼耳子所含抗菌消炎成份影響較大。不同處理組的菌落分形維數還與菌落直徑有關。大腸桿菌在不同處理組中其分枝特性與發育速度有差異，僅用菌落直徑大小不能準確反映差別。在本試驗中，分形維數能很好地反應菌落在不同蒼耳子添加水平下的生長發育差異。因此，日糧中添加蒼耳子能有效抑制寧都黃雞消化道大腸桿菌的增長與繁殖，用分形維數的方法可有效定量描述大腸桿菌的菌落的差異特征。

參考文獻

[1]梁東寧，方崢.雞大腸桿菌病發生原因及防治方法[J].畜牧獸醫科學（電子版），2019（5）：58-59.

[2]羅紅燕，蔣先軍，謝德體.分形理論在微生物研究中的應用及展望[J].微生物學雜志，2009，29（4）：75-78.

[3]陽葵，王積分，王福東，等.菌落形態的計算機識別法用于菌種的分離篩選[J].微生物學通報，2000（1）：51-55.

[4]莊延雙，胡靜，蔡皓，等.蒼耳子化學成分及藥理作用研究進展[J].南京中醫藥大學學報，2017，33（4）：428-432.