"夹心平板法"挖掘微生物资源——纯培养与共培养的有机结合
"夹心平板法"挖掘微生物资源——纯培养与共培养的有机结合
山东大学海洋学院杜宗军教授团队在微生物分离培养技术上取得重要突破。其研究论文"Cultivating the uncultured: Harnessing the 'sandwich agar plate' approach to isolate heme-dependent bacteria from marine sediment"已在mLife期刊正式发表。
研究背景与创新方法
传统的微生物分离技术往往破坏了微生物之间的相互作用，导致很多依赖这些相互作用生存的微生物难以培养。针对这一难题，研究团队设计了一种名为"夹心平板法"的共培养技术。该方法能够在菌株分离和纯化过程中保持微生物之间的相互作用，为未培养微生物的分离提供了新的解决方案。
实验结果与发现
实验结果显示，基于8种助长菌的夹心平板上分离到的未培养物种数量大约是对照组的10倍，且许多未培养微生物表现出助长菌依赖型的生活方式。进一步研究发现，血红素是一些海洋共生细菌的生长因子。比较基因组分析揭示，在各种不同的生境中，微生物血红素营养缺陷型是普遍存在的，并且广泛分布在许多未培养微生物类群中。分析显示血红素营养缺陷型菌株在不同栖息地的生存策略可能存在巨大差异。
研究意义与展望
该研究的理论意义在于揭示了微生物间相互作用的重要性，并有望发现新的促生物质；实践意义在于提供了一种新的共培养方法来获取新的微生物资源，并有助于进一步研究它们的生态功能和潜在应用，为生物技术和生态学领域的研究提供新的资源和思路。
后续研究方向可以利用"夹心平板法"分离其他环境中的未/难培养微生物，并研究这一体系中微生物间的互作机制。此外，也可以进一步探究在不同环境中，不同血红素营养缺陷型微生物的生存策略的差异及其在生态系统中的功能。
图1 " 夹心平板法"实验流程
作者简介
- 张婧 博士后
- 梁其云 博士研究生
- 穆大帅 教授
主要研究方向围绕海洋未培养细菌资源发掘，包括海洋未培养细菌的分离培养、系统学研究及对关键细菌类群潜在生态功能解析。 - 杜宗军 教授
山东大学理学部学术委员会委员，致力于细菌分离培养技术及分类学研究，形成了独特的分离培养技术体系，发现了大量具有重要研究价值的细菌新类群，包括海洋捕食性细菌——慢生单胞菌和海洋沉积物核心菌群——伍斯氏菌等。
引用本论文：
Zhang J, Liang Q-Y, Mu D-S, Lian F, Gong Y, Ye M, et al. Cultivating the uncultured: harnessing the “sandwich agar plate” approach to isolate heme-dependent bacteria from marine sediment. mLife. 2024.