培養(yǎng)基的類型以及應(yīng)用
培養(yǎng)基種類繁多，根據(jù)其成分、物理狀態(tài)和用途可將培養(yǎng)基分成多種類型。
（一）按成分不同劃分
1、天然培養(yǎng)基（complex medium） 這類培養(yǎng)基含有化學(xué)成分還不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物，也稱非化學(xué)限定培養(yǎng)基（chemically undefined medium）。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基和麥芽汁培養(yǎng)基就屬于此類。基因克隆技術(shù)中常用的LB（Luria—Bertani）培養(yǎng)基也是一種天然培養(yǎng)基，其組成見表5.9。
牛肉浸膏、蛋白胨及酵母浸膏的來源及主要成分
營養(yǎng)物質(zhì) 牛肉浸膏
來 源 瘦牛肉組織浸出汁濃縮而成的膏狀物質(zhì)
主要成分 富含水溶性糖類、有機(jī)氮化合物、維生素、鹽等
營養(yǎng)物質(zhì) 蛋白胨
來 源 將肉、酪素或明膠用酸或蛋白酶水解后干燥而成
主要成分 富含有機(jī)氮化合物、也含有一些維生素和糖類的粉末狀物質(zhì)
營養(yǎng)物質(zhì) 酵母浸膏
來 源 酵母細(xì)胞的水溶性提取物濃縮而成的膏狀物質(zhì)
主要成分 富含B類維生素，也含有有機(jī)氮化合物和糖類
常用的天然有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)包括牛肉浸膏、蛋白胨、酵母浸膏（表5.10）、豆芽汁、玉米粉、土壤浸液、麩皮、牛奶、血清、稻草浸汁、羽毛浸汁、胡蘿卜汁、椰子汁等，嗜糞微生物（coprophilous microorganisms）可以利用糞水作為營養(yǎng)物質(zhì)。天然培養(yǎng)基成本較低，除在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用外，也適于用來進(jìn)行工業(yè)上大規(guī)模的微生物發(fā)酵生產(chǎn)。
2、合成培養(yǎng)基（synthic medium）是由化學(xué)成分*了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，也稱化學(xué)限定培養(yǎng)基（chemically defined medium），高氏I號(hào)培養(yǎng)基和查氏培養(yǎng)基就屬于此種類型。配制合成培養(yǎng)基時(shí)重復(fù)性強(qiáng)，但與天然培養(yǎng)基相比其成本較高，微生物在其中生長速度較慢，一般適于在實(shí)驗(yàn)室用來進(jìn)行有關(guān)微 生物營養(yǎng)需求、代謝、分類鑒定、生物量測(cè)定、菌種選育及遺傳分析等方面的研究工作。
（二）根據(jù)物理狀態(tài)劃分
根據(jù)培養(yǎng)基中凝固劑的有無及含量的多少，可將培養(yǎng)基劃分為固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基三種類型。
1、固體培養(yǎng)基（so1id medium）
在液體培養(yǎng)基中加入一定量凝固劑，使其成為固體狀態(tài)即為固體培養(yǎng)基。理想的凝固劑應(yīng)具備以下條件：①不被所培養(yǎng)的微生物分解利用；②在微生物生長的溫度范圍內(nèi)保持固體狀態(tài)，在培養(yǎng)嗜熱細(xì)菌時(shí)，由于高溫容易引起培養(yǎng)基液化，通常在培養(yǎng)基中適當(dāng)增加凝固劑來解決這一問題；③凝固劑凝固點(diǎn)溫度不能太低，否則將不利于微生物的生長；④凝固劑對(duì)所培養(yǎng)的微生物無毒害作用；⑤凝固劑在滅菌過程中不會(huì)被破壞；⑥透明度好，粘著力強(qiáng)；⑦配制方便且價(jià)格低廉。常用的凝固劑有瓊脂（agar）、明膠（gelatain）和硅膠（silica gel）。表5.11列出瓊脂和明膠的一些主要特征。
對(duì)絕大多數(shù)微生物而言，瓊脂是的凝固劑，瓊脂是由藻類（海產(chǎn)石花菜）中提取的一種高度分支的復(fù)雜多糖；明膠是由膠原蛋白制備得到的產(chǎn)物，是zui早用來作為凝固劑的物質(zhì)，但由于其凝固點(diǎn)太低，而且某些細(xì)菌和許多真菌產(chǎn)生的非特異性胞外蛋白酶以及梭菌產(chǎn)生的特異性膠原酶都能液化明膠，目前已較少作為凝固劑；硅膠是由無機(jī)的硅酸鈉（Na2SO3）及硅酸鉀（K2SiO3）被鹽酸及硫酸中和時(shí)凝聚而成的膠體，它不含有機(jī)物，適合配制分離與培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基。
2、半固體培養(yǎng)基（semisolid medium）
半固體培養(yǎng)基中凝固劑的含量比固體培養(yǎng)基少，培養(yǎng)基中瓊脂含量一般為0.2%～0.7%。半固體培養(yǎng)基常用來觀察微生物的運(yùn)動(dòng)特征、分類鑒定及噬菌體效價(jià)滴定等。
3、液體培養(yǎng)基（1iquid medium） 液體培養(yǎng)基中未加任何凝固劑。在用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)微生物時(shí)，通過振蕩或攪拌可以增加培養(yǎng)基的通氣量，同時(shí)使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)分布均勻。液體培養(yǎng)基常用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)以及在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用方面的研究。
（三）按用途劃分
1、基礎(chǔ)培養(yǎng)基（minimum medium）
盡管不同微生物的營養(yǎng)需求各不相同，但大多數(shù)微生物所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)是相同的。基礎(chǔ)培養(yǎng)基是含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基。牛肉育蛋白胨培養(yǎng)基是zui常用的基礎(chǔ)培養(yǎng)基。基礎(chǔ)培養(yǎng)基也可以作為一些特殊培養(yǎng)基的基礎(chǔ)成分，再根據(jù)某種微生物的特殊營養(yǎng)需求，在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入所需營養(yǎng)物質(zhì)。
2、加富培養(yǎng)基（enrichment medium）
加富培養(yǎng)基也稱營養(yǎng)培養(yǎng)基，即在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入某些特殊營養(yǎng)物質(zhì)制成的一類營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基，這些特殊營養(yǎng)物質(zhì)包括血液、血清、酵母浸膏、動(dòng)植物組織液等。加富培養(yǎng)基一般用來培養(yǎng)營養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)型微生物，如培養(yǎng)百日咳博德氏菌（敗ydd6c6jj6加rzM55Z5）需要含有血液的加富培養(yǎng)基。加富培養(yǎng)基還可以用來富集和分離某種微生物，這是因?yàn)榧痈慌囵B(yǎng)基含有某種微生物所需的特殊營養(yǎng)物質(zhì)，該種微生物在這種培養(yǎng)基中較其他微生物生長速度快，并逐漸富集而占優(yōu)勢(shì)，逐步淘汰其他微生物，從而容易達(dá)到分離該種微生物的目的。從某種意義上講，加富培養(yǎng)基類似選擇培養(yǎng)基，兩者區(qū)別在于，加富培養(yǎng)基是用來增加所要分離的微生物的數(shù)量，使其形成生長優(yōu)勢(shì)，從而分離到該種微生物；選擇培養(yǎng)基則一般是抑制不需要的微生物的生長，使所需要的微生物增殖，從而達(dá)到分離所需微生物的目的。
3、鑒別培養(yǎng)基（differential medium）
鑒別培養(yǎng)基是用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基。在培養(yǎng)基中加入某種特殊化學(xué)物質(zhì)，某種微生物在培養(yǎng)基中生長后能產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物，而這種代謝產(chǎn)物可以與培養(yǎng)基中的特殊化學(xué)物質(zhì)發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的特征性變化，根據(jù)這種特征性變化，可將該種微生物與其他微生物區(qū)分開來。鑒別培養(yǎng)基主要用于微生物的快速分類鑒定，以及分離和篩選產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物的微生物菌種。常用的一些鑒別培養(yǎng)基參見表5.12。
4、選擇培養(yǎng)基（selective medium）
選擇培養(yǎng)基是用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養(yǎng)基。根據(jù)不同種類微生物的特殊營養(yǎng)需求或?qū)δ撤N化學(xué)物質(zhì)的敏感性不同，在培養(yǎng)基中加入相應(yīng)的特殊營養(yǎng)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)，抑制不需要的微生物的生長，有利于所需微生物的生長。
一種類型選擇培養(yǎng)基是依據(jù)某些微生物的特殊營養(yǎng)需求設(shè)計(jì)的，例如，利用以纖維素或石蠟油作為*碳源的選擇培養(yǎng)基，可以從混雜的微生物群體中分離出能分解纖維素或石蠟油的微生物；利用以蛋白質(zhì)作為*氮源的選擇培養(yǎng)基，可以分離產(chǎn)胞外蛋白酶的微生物；缺乏氮源的選擇培養(yǎng)基可用來分離固氮微生物。另一類選擇培養(yǎng)基是在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，這種化學(xué)物質(zhì)沒有營養(yǎng)作用，對(duì)所需分離的微生物無害，但可以抑制或殺死其他微生物，例如，在培養(yǎng)基中加入數(shù)滴10%酚可以抑制細(xì)菌和霉菌的生長，從而由混雜的微生物群體中分離出放線菌；在培養(yǎng)基中加入亞硫酸銨，可以抑制革蘭氏陽性細(xì)菌和絕大多數(shù)革蘭氏陰性細(xì)菌的生長，而革蘭氏陰性的傷寒沙門氏菌（Salmomnella typhi）可以在這種培養(yǎng)基上生長；在培養(yǎng)基中加入染料亮綠（brilliant green）或結(jié)晶紫（crystal vio1et），可以抑制革蘭氏陽性細(xì)菌的生長，從而達(dá)到分離革蘭氏陰性細(xì)菌的目的；在培養(yǎng)基中加人青霉素、四環(huán)素或鏈霉素，可以抑制細(xì)菌和放線菌生長，而將酵母菌和霉菌分離出來。現(xiàn)代基因克隆技術(shù)中也常用選擇培養(yǎng)基，在篩選含有重組質(zhì)粒的基因工程菌株過程中，利用質(zhì)粒上具有的對(duì)某種（些）抗生素的抗性選擇標(biāo)記，在培養(yǎng)基中加入相應(yīng)抗生素，就能比較方便地淘汰非重組菌株，以減少篩選目標(biāo)菌株的工作量。
5、其他
除上述四種主要類型外，培養(yǎng)基按用途劃分還有很多種，比如：分析培養(yǎng)基（assay medium）常用來分析某些化學(xué)物質(zhì)（抗生素、維生素）的濃度，還可用來分析微生物的營養(yǎng)需求；還原性培養(yǎng)基（reduced medium）專門用來培養(yǎng)厭氧型微生物；組織培養(yǎng)物培養(yǎng)基（tissue-culture midium）含有動(dòng)、植物細(xì)胞，用來培養(yǎng)病毒、衣原體（chlamydia）、立克次氏體（rickettsia）及某些螺旋體（spirochete）等專性活細(xì)胞寄生的微生物。盡管如此，有些病毒和立克次氏體目前還不能利用人工培養(yǎng)基來培養(yǎng)，需要接種在動(dòng)植物體內(nèi)、動(dòng)植物組織中才能增殖。常用的培養(yǎng)病毒與立克次氏體的動(dòng)物有小白鼠、家鼠和琢鼠，雞胚也是培養(yǎng)某些病毒與立克次氏體的良好營養(yǎng)基質(zhì)，雞瘟病毒、牛痘病毒、天花病毒、狂犬病毒等十幾種病毒也可用雞胚培養(yǎng)。
