En tant que fournisseur de Bacillus subtilis, on m'a souvent interrogé sur les médias de culture les plus appropriés pour cultiver cette bactérie remarquable. Bacillus subtilis est une bactérie à gramme en forme de tige connue pour son large éventail d'applications, de la production d'enzymes industrielles à l'utilisation agricole comme agent de biocontrol. Dans ce blog, je vais me plonger dans les différents médias de culture qui sont bien adaptés à la croissance de Bacillus subtilis.
Nutriment - Médias généraux riches
L'un des milieux les plus couramment utilisés pour cultiver Bacillus subtilis est la gélose nutritive (NA) et le bouillon de nutriments (NB). La gélose nutritive est un milieu solide, tandis que le bouillon nutritif est liquide. Ces milieux sont composés de nutriments de base tels que la peptone, l'extrait de bœuf et le chlorure de sodium. Le peptone fournit une source d'azote sous forme d'acides aminés et de peptides, qui sont essentiels pour la synthèse des protéines bactériennes. L'extrait de bœuf contient des vitamines, des glucides et d'autres facteurs de promotion de la croissance. Le chlorure de sodium aide à maintenir l'équilibre osmotique du milieu.
Bacillus subtilis se développe bien sur la gélose nutritive, formant des colonies généralement grandes, plates et irrégulières. Sur le bouillon de nutriments, il provoque la turbidité lorsqu'elle se multiplie. La simplicité et l'efficacité du coût de ces médias en font un choix populaire dans les laboratoires pour la culture de routine de Bacillus subtilis.
Média synthétique
Les milieux synthétiques sont formulés avec des composants chimiquement définis. Ils sont utiles lorsque les chercheurs doivent contrôler avec précision les nutriments disponibles pour les bactéries. Pour Bacillus subtilis, un milieu synthétique peut contenir des sels inorganiques comme le phosphate de potassium, le sulfate de magnésium et le sulfate d'ammonium, ainsi qu'une source de carbone comme le glucose.
L'avantage des milieux synthétiques est qu'ils permettent l'étude des besoins nutritionnels spécifiques de Bacillus subtilis. Par exemple, en faisant varier la concentration d'un nutriment particulier, les scientifiques peuvent déterminer comment il affecte le taux de croissance, la sporulation ou la production de métabolites de la bactérie. Cependant, la préparation des médias synthétiques peut être plus de temps - consommatrice et coûteuse par rapport aux médias généraux.
Médias sélectifs
Dans certains cas, il est nécessaire d'isoler Bacillus subtilis d'une culture mixte. Les milieux sélectifs sont conçus pour inhiber la croissance d'autres micro-organismes tout en permettant à Bacillus subtilis de prospérer. L'un de ces moyens sélectifs est l'agar du sel de mannitol (MSA). Bien que le MSA soit couramment utilisé pour l'isolement des espèces de Staphylococcus, il peut également être utilisé pour sélectionner pour Bacillus subtilis dans une certaine mesure.
Le MSA contient une concentration élevée de sel (7,5% de chlorure de sodium), ce qui inhibe la croissance de nombreuses bactéries non halotolérantes. Le mannitol est la source de glucides dans le milieu, et Bacillus subtilis peut fermenter le mannitol, produisant de l'acide qui provoque un changement de couleur de l'indicateur de pH dans le milieu. Cette propriété peut être utilisée pour différencier Bacillus subtilis des autres bactéries qui peuvent être présentes dans l'échantillon.
Médias enrichis
Les milieux enrichis sont utilisés pour favoriser la croissance des bactéries fastidieuses ou pour améliorer la croissance d'un micro-organisme particulier. Pour Bacillus subtilis, la gélose sanguine peut être utilisée comme milieu enrichi. L'agar sanguine contient un milieu de base (généralement une gélose nutritive) complétée par 5 à 10% de sang de mouton ou de cheval.
Le sang fournit des nutriments supplémentaires tels que l'hémine et les facteurs de croissance qui peuvent stimuler la croissance de Bacillus subtilis. Certaines souches de Bacillus subtilis peuvent montrer une hémolyse bêta sur l'agar sanguine, qui est la lyse complète des globules rouges, résultant en une zone claire autour des colonies. Cette activité hémolytique peut être une caractéristique importante pour l'identification de certaines souches.
Médias pour la production industrielle
Dans un cadre industriel, le choix des milieux de culture pour Bacillus subtilis est souvent motivé par le coût, l'évolutivité et le produit de fin souhaité. Pour la production d'enzymes, telles que les protéases et les amylases, des milieux contenant des sources de carbone et d'azote bon marché sont préférées. Par exemple, la liqueur abrupte du maïs, le produit par le procédé de broyage de maïs - humide, peut être utilisé comme source d'azote. Il est riche en acides aminés, peptides et vitamines.
L'amidon peut être utilisé comme source de carbone, en particulier lors de la production d'amylases. L'utilisation de ces supports industriels - de qualité réduit non seulement le coût de production, mais permet également une culture à grande échelle de Bacillus subtilis.
Médias spécialisés pour la sporulation
Bacillus subtilis a la capacité de former des spores dans certaines conditions. Les spores sont très résistantes aux contraintes environnementales et sont importantes pour la survie à long terme de la bactérie. Pour induire la sporulation, des milieux tels que Schaeffer - Fulton Medium peuvent être utilisés.
Ce milieu contient des composants qui déclenchent le processus de sporulation, tels que les ions calcium et les acides aminés spécifiques. La formation de spores peut être visualisée en utilisant des techniques de coloration, telles que la coloration Schaeffer - Fulton Spores, qui se différencie entre les cellules végétatives et les spores.
En comparant avec les espèces de bacilles apparentées
Il est intéressant de noter les différences dans les exigences des médias de culture de Bacillus subtilis par rapport aux espèces apparentées commeBacillus megaterium,Bacillus licheneniformis (agricole), etBacillus mucilaginosus krassilnikov. Alors que de nombreux médias généraux comme la gélose nutritive et le bouillon de nutriments peuvent soutenir la croissance de ces espèces de Bacillus, chacune peut avoir des préférences nutritionnelles uniques.
Par exemple, Bacillus megaterium peut nécessiter une concentration légèrement plus élevée de certains acides aminés pour une croissance optimale, tandis que Bacillus licheniformis peut être plus efficace pour utiliser des glucides complexes. Comprendre ces différences peut aider à la culture sélective et à l'identification de ces espèces dans un échantillon mixte.
Conclusion
En conclusion, le choix des milieux de culture pour Bacillus subtilis dépend du but de la culture. Que ce soit pour les travaux de laboratoire de routine, la recherche sur ses propriétés physiologiques, la production industrielle d'enzymes ou l'isolement d'une culture mixte, il existe divers médias disponibles. Chaque type de support a ses propres avantages et inconvénients, et en sélectionnant soigneusement le support approprié, on peut assurer la culture réussie de Bacillus subtilis.
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Références
- Madigan, MT, Martinko, JM, Bender, KS, Buckley, DH et Stahl, DA (2018). Biologie Brock des micro-organismes. Pearson.
- Pelczar, MJ, Chan, ECS et Krieg, NR (1993). Microbiologie: concepts et applications. McGraw - Hill.
- Atlas, RM (2010). Manuel des médias microbiologiques. CRC Press.