Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Этот протокол содержит полное и всестороннее описание подробного процесса выделения, очистки и идентификации бацитрацин-продуцирующих Bacillus licheniformis из здоровых свиных фекалий.
Bacillus licheniformis и бацитрацин имеют огромный рынок применения и ценность в области медицины, химии, аквакультуры, сельского хозяйства и побочных продуктов. Поэтому отбор B. licheniformis с высокой продукцией бацитрацина имеет большое значение. В этом экспериментальном протоколе Bacillus с высоким выходом бацитрацина был выделен, очищен и идентифицирован из свежих фекалий здоровых свиней. Также было проверено ингибирующее действие вторичного метаболита бацитрацина на Micrococcus luteus . Для качественного и количественного определения бацитрацина использовали тонкослойную хроматографию и высокоэффективную жидкостную хроматографию. Физиологические и биохимические характеристики B. licheniformis определяли по соответствующим наборам. Филогенетические отношения B. licheniformis были определены и построены с помощью детекции последовательности генов. Этот протокол описывает и вводит стандартный процесс выделения, очистки и идентификации B. licheniformis из свежих фекалий животных с различных точек зрения, обеспечивая метод широкомасштабного использования B. licheniformis и бацитрацина на заводах.
Bacillus licheniformis — вид бацилл из семейства Firmicutes, который широко распространён в различных средах обитания, таких как вода, почва и кишечник животных1. B. licheniformis имеет короткую и толстую палочковидную структуру и передвигается индивидуально2. Колония почти круглая и тусклая, с центральной выпуклостью и аккуратными краями серовато-белогоцвета 3. Он обладает сильной способностью к росту и размножению и может поглощать и использовать питательные вещества из различных источников углерода, таких как моносахариды, полисахариды, кетоза и органические кислоты4. На более поздней стадии роста и развития B. licheniformis может существовать в виде спящих спор и продуцировать антибактериальные вещества, такие как бацитрацин, лихенизин и сурфактин. Он также может противостоять дефициту питательных веществ и экстремальным внешним условиям5. Явного предпочтения кодонов не существует, а эффективная система секреции определяет гетерологичную белковую секрецию B. licheniformis, которая в два раза выше, чем у Bacillus subtilis6. Он часто используется для производства ферментных препаратов, таких как протеаза, амилаза и целлюлаза7. Из-за отсутствия эндогенных токсинов он сертифицирован как безопасный для пищевых продуктов штамм и внесен в список QPS по EFSA8. Таким образом, существует несколько потенциальных применений, включая производство биоактивных соединений, которые имеют широкий спектр применения в аквакультуре, сельском хозяйстве, пищевой промышленности, биомедицине и фармацевтической промышленности. Кроме того, B. licheniformis является важным компонентом кишечной флоры животных, что может способствовать повышению продуктивности животных, улучшению баланса кишечной флоры и профилактике заболеваний. В 2004 г. был проанализирован весь геном B. licheniformis ATCC14580, и постепеннобыла изучена исходная информация о транскрипционной трансляции, сворачивании белка и механизме секреции9. Эта генетическая информация делает его способствующим генетической модификации на молекулярном уровне, способствуя широкомасштабному производству B. licheniformis.
Бацитрацин является додекациклическим пептидным антибиотиком, продуцируемым нерибосомальной пептидсинтетазой путем вторичного метаболизма у B. subtilis и B. licheniformis. Бацитрацин представляет собой смесь, состоящую из различных компонентов, таких как бацитрацин А, В и С, где одна или две аминокислоты различаются между каждым компонентом; среди них наибольшей биологической активностью обладает бацитрацин А10. Бацитрацин может ингибировать грамположительные бактерии, такие как стафилококк и Micrococcus luteus, а также некоторые грамотрицательные бактерии, ингибируя образование клеточной стенки и взаимодействуя с мембрансвязывающими белками. Между тем, бацитрацин безопасен и стабилен, ему нелегко выработать лекарственную устойчивость, и он может быть совместим с другими антибактериальными препаратами. Поэтому бацитрацин используется в медицинской и ветеринарной практике. Кроме того, из-за его быстрой скорости выведения и низкой скорости усвоения, его также можно использовать в качестве добавки к кормам для животных13.
B. licheniformis может колонизировать кишечник и улучшать микросреду желудочно-кишечного тракта. Адгезия и репродуктивная способность и связанные с ними физиологические функции Bacillus из разных источников в желудочно-кишечном тракте разных животных различны. Выведенный из свиньи B. licheniformis более благоприятен для колонизации в кишечнике свиней и другого домашнего скота. Существует тесная связь между относительным обилием кишечных пробиотиков и состоянием здоровья хозяина14. Пищевая добавка с смесью B. licheniformis у поросят-отъемышей улучшает экосистему кишечника за счет изменения состава микробиоты и метаболической активности, а также влияет на слизистую оболочку кишечника15. Фекалии животных могут отражать тип и количество кишечной флоры животных. В этом протоколе описывается выделение и очистка бацитрацин-продуцирующих Bacillus spp. из здоровых свиных фекалий. Кал получают от свиноматок породы Тайху, которых не кормят комбикормами и которые имеют отличные производственные показатели на свинофермах. Изоляты были идентифицированы как B. licheniformis на основании их морфологических характеристик, физико-химических свойств и биохимической идентификации.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Все экспериментальные процедуры были задокументированы и одобрены Этическим комитетом Нанкинского технического университета. Кал был получен от свиноматок тайху в возрасте около 2 лет (см. Таблицу материалов), которые были выращены на профессиональных и стандартных свинофермах.
1. Подготовка носителей
2. Выделение и очистка Бациллы из свежих фекалий здоровых свиней
3. Скрининг на ингибирование активности M. luteus
4. Идентификация бацитрацина методом тонкослойной хроматографии
5. Определение бацитрацина методом ВЭЖХ
6. Морфологическая идентификация
7. Физиолого-биохимическая идентификация
8. Определение последовательности генов штамма
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
В этом эксперименте из свежих фекалий здоровых свиней было выделено 48 штаммов Bacillus , пронумерованных от 1001 до 1048. Среди них 15 штаммов обладали антибактериальной активностью в отношении M. luteus. Из 15 штаммов титры бацитрацина измеряли с помощью высокоэффективн?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
B. licheniformis быстро растет при простых условиях культивирования и быстром потреблении сахара, а зрелая технология ферментации способствует экономии затрат на промышленное производство13. Широкое применение B. licheniformis и его секретов, бацитрацина, оп...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Авторам нечего раскрывать.
Это исследование было поддержано Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая (No 2022YFC2104800) и проектом «Шесть вершин талантов» в провинции Цзянсу (No 2019-NY-058).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2 × Phanta Flash Master Mix | Nanjing Vazyme Biotechnology Co., Ltd., Nanjing,China | P252-01 | |
2kb DNA Marker | Beijing Trans Biotechnology Co., Ltd., Beijing, China | BM121-01 | |
Acetonitrile | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co.,Ltd., Shanghai, China | A104443 | |
Agar powder | Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd., Shanghai, China | A800730 | |
Agarose | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co.,Ltd., Shanghai, China | A104062 | |
Ammonium sulfate ((NH4)2SO4) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd., Shanghai, China | 10002917 | |
Autoclave sterilizer | Zealway Instrument Inc., Xiamen, China | GI36DWS | |
Bacillus biochemical identification strip | Qingdao Haibo Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China | HBIG14 | |
Bacitracin | Shanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd., Shanghai, China | B65740 | |
Bacteria DNA Extraction Kit | Tiangen Biochemical Technology Co., Ltd., Beijing, China | DP209 | |
Breathable sealing film | Beijing Leiborun Biotechnology Co., Ltd. | BS-QM-01A | |
Butanol | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd., Shanghai, China | B433378 | |
C18 (5 μm, 4.6 × 250 mm) HPLC column | Rizhao Kepuno New Material Co., Ltd., Rizhao, China | C1805-462510 | |
Calcium carbonate (CaCO3) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd., Shanghai, China | 10005717 | |
Centrifuge | New Brunswick Scientific Co., Inc., UK | 5452 | |
Chromatographic tank | Nanjing Tenghui Experimental Technology Co., Ltd., Nanjing, China | P-1 | |
Conical bottle | Sichuan Shubo Co., Ltd., Chengdu, China | 18012 | |
Constant temperature incubator | Taist Instrument Co., Ltd., Tianjin, China | GH4500 | |
Dipotassium phosphate (K2HPO4) | Xilong Chemical Co., Ltd., Guangdong, China | XL0015 | |
EDTA-2Na | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co.,Ltd., Shanghai, China | E397526 | |
Electronic balance | Mettler Toledo International Co., Ltd. | FA2104 | |
Ethyl alcohol | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co.,Ltd., Shanghai, China | E130059 | |
Gel Midi Purification Kit | Tiangen Biochemical Technology Co., Ltd., Beijing, China | DP302 | |
Glass rod | Chengdu Yibang Kexi Instrument Co., Ltd. | 1294 | |
Glucose | Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd., Shanghai, China | D823520 | |
Gram 's staining solution kit | Qingdao Haibo Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China | HB8278 | |
High performance liquid chromatograph | Agilent Technologies, Inc., California, America | 1260 | |
Horizontal electrophoresis apparatus | Beijing Liuyi Biotechnology Co., Ltd., Beijing, China | DYCP-31DN BIOMATE | |
Inoculation ring | Shanghai Muchen Biotechnology Co., Ltd., Shanghai, China | 3171026 | |
Magnetic stirrer | Wiggens GmbH Co., Ltd., Germany | WH220 PLUS | |
Methyl alcohol | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co.,Ltd., Shanghai, China | M116115 | |
Microcentrifuge tube | Shanghai Muchen Biotechnology Co., Ltd., Shanghai, China | 1351171 | |
Micrococcus luteus | Bena Culture Collection, Suzhou, China | BNCC102589 | |
Microporous filter membrane | Nantong Suri Experimental Equipment Co., Ltd. | PES0.22 | |
Ninhydrin | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd., Shanghai, China | N105629 | |
Optical microscope | Optical Instrument Factory, Shanghai, China | DYS-108 | |
Pig feces | Nanjing Quanfu Pig Farm, Nanjing, China | ||
Polymerase chain reaction (PCR) Amplifier | Suzhou Dongsheng Xingye Scientific Instrument Co., Ltd., Suzhou, China | ETC811 | |
Professional sequencing company | General Biology (Anhui) Co., Ltd., Anhui, China | ||
Pyridine | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd., Shanghai, China | P111516 | |
Shaker | Taicang Qiangle Experimental Equipment Co., Ltd.,Taicang, China | HYL-C | |
Silica gel GF254 thin layer plate | Yantai Huayang New Material Co., Ltd., Yantai, China | HPT-HSGF5025023 | |
Sodium chloride (NaCl) | Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd., Shanghai, China | S805275 | |
Sodium citrate | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd., Shanghai, China | C39197100001 | |
Soluble starch | Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd., Shanghai, China | S817547 | |
Thermostat water bath | Shanghai Heheng Instrument Equipment Co., Ltd., Shanghai, China | DK-8D | |
Tryptone | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd., Shanghai, China | T139519 | |
Ultra GelRed | Nanjing Vazyme Biotechnology Co., Ltd., Nanjing,China | GR501-01 | |
Ultra pure water instrument | Merck KGaA Co., Ltd., Germany | Milli Direct-Q8 | |
Ultrasonic cleaner | Jiangsu Huaguan Electric Appliance Group Co., Ltd., Jiangsu, China | SB-100DT | |
Vernier caliper | Sanfeng Company, Japan | N20P | |
Yeast extract powder | Vicbio Biotechnology Co., Ltd., Beijing, China | LP0021 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены