细菌界噬菌体：蛭弧菌的背景介绍及培养指南
来源：武汉市灰藻生物科技有限公司 浏览量：101 发布时间：2026-01-21 09:30:41
引言
蛭弧菌（Bdellovibrio bacteriovorus）是一类独特的捕食性细菌，它们以入侵并裂解其他革兰氏阴性细菌为生。
其生命周期如同一个高效的“刺客”：在自由生活的攻击期，它们高速游动，寻找猎物；
一旦附着，便侵入猎物的细胞壁与外膜之间的周质空间，进入生长期，利用猎物的营养进行繁殖，最终裂解释放出新一代攻击者。
这种独特的生存策略使其在调控微生物群落、维持生态平衡方面扮演着关键角色，并在生物防治、生物膜清除等领域具有广阔应用前景。
与噬菌体（侵袭细菌的病毒）类似，蛭弧菌也依赖于宿主进行繁殖，并在培养时产生类似“噬菌斑”的裂解空斑。然而，它们的本质截然不同（细菌 vs. 病毒），这导致了培养细节和应用逻辑上的微妙差异。
蛭弧菌与噬菌体核心特征对比
| 对比维度 | 蛭弧菌 | 噬菌体 |
|---|---|---|
| 生物学分类与本质 | 细菌（原核细胞生物）。属于变形菌门，是一类小型、能运动的捕食性细菌。 | 病毒（非细胞生物）。由核酸（DNA或RNA）和蛋白质外壳构成，必须依赖宿主细胞复制。 |
| 生态位与作用方式 | 细胞内的捕食者/寄生者。附着并侵入活的革兰氏阴性菌周质空间，在其中生长、繁殖，最终裂解释放子代。属于微食物网中的一环。 | 专性细胞内寄生者。通过尾丝等结构特异性识别并感染活的细菌（多为特异性），将遗传物质注入，利用宿主机器进行复制组装，最终裂解或整合。 |
| 培养方法与技术相似性 | 高度相似，均依赖“猎物/宿主”进行扩增。核心方法是双层琼脂法，通过观察噬菌斑（对蛭弧菌也称“空斑”）来分离和定量。液体共培养也是常用手段。 | 高度相似，是该方法的标准应用对象。双层琼脂法是其分离、纯化和滴度测定的金标准。液体裂解培养同样常规。 |
| 方法关键差异 | “预培养”需求：常需先让猎物菌生长一段时间，以提供足够密度的攻击目标。缓冲液：常用稀肽或盐溶液，而非专门的SM缓冲液。收获：可能需要更温和的过滤（如0.45μm）以避免截留。 | 直接混合：噬菌体与对数期宿主菌可直接混合于软琼脂。专用缓冲液：常用SM缓冲液等维持稳定性和感染性。过滤除菌：使用0.22μm滤膜彻底去除宿主菌。 |
| 生存策略多样性 | 主要为“猎食-裂解”循环。部分菌株可进化成“宿主依赖型”或“兼性寄生型”，但策略相对单一。 | 策略高度多样： |
| 宿主特异性 | 较广谱。一种蛭弧菌通常可攻击多种（但非全部）革兰氏阴性菌，如大肠杆菌、假单胞菌等。 | 通常极特异。一种噬菌体往往只感染单一菌种甚至特定菌株，这是其作为治疗工具（“精准制导”）的基础，也是其局限。 |
| 主要研究与应用领域 | 微生物生态学：研究其在调控细菌种群、群落结构中的作用。生物防治：控制病原菌或有害细菌（如水产养殖、植物病害）。生物膜清除：作为对抗生物膜的新策略。细胞生物学工具：研究细菌周质空间。 | 分子生物学奠基：是遗传学、基因工程的关键模型和工具。噬菌体治疗：作为抗生素替代品，精准杀灭耐药病原菌。合成生物学：作为载体和纳米材料构建模块。食品工业：用于生物防腐（如针对李斯特菌）。诊断工具：用于细菌分型和快速检测。 |
结论
1. 惊人的技术趋同：尽管本质不同，但两者在实验室培养技术上表现出极高的趋同性。双层琼脂法之所以成为通用金标准，正是因为它们都遵循 “专性寄生/捕食 → 在宿主菌苔上形成可视化裂解区域（噬菌斑/空斑）” 这一核心生物学逻辑。这体现了方法学服务于生物学特性的本质。
2. 根本的生物学分野：
o 蛭弧菌是“细胞捕食者”：它是一个完整的、代谢活跃的生命体，捕食是它获取营养和能量的生活方式。其过程更为复杂，涉及附着、侵入、形态转变、利用宿主大分子、最后分裂成熟。
o 噬菌体是“基因劫持者”：它本质上是一段被蛋白质包裹的遗传信息，感染是其唯一的复制方式。它不进行新陈代谢，而是彻底“劫持”宿主的转录翻译机器来生产自身组件。
3. 应用领域的“分工”：
o 蛭弧菌更偏向于生态调控者和生物防治广谱制剂的角色，其研究核心在于理解种间互作和群落动力学。
o 噬菌体则更偏向于分子尺度的精准工具和特异性抗菌武器，在基因操作、精准医疗和快速检测方面无可替代。
总结而言，您可以将它们视为微生物世界中两种不同层级的“杀手”：蛭弧菌是一个持刀潜入敌营、利用敌人粮草壮大自己并最终爆破城池的特种部队；而噬菌体则是一枚能够精准入侵敌人工厂、将其改造为自己复制流水线并最终引爆的智能纳米导弹。它们的相似源于相同的“目标”（细菌），而它们的根本不同则定义了各自在基础科学和应用领域的独特地位。
附录：蛭弧菌培养手册
蛭弧菌是一类独特的微生物，它们以多种易感的革兰氏阴性菌为猎物。其捕食性生活史包含两个截然不同的阶段：自由生活的攻击期和周质内的生长期。尽管蛭弧菌目成员在表型上非常相似，但它们并未形成一个统一的系统发育群。目前，它们被分为五个不同的属：蛭弧菌属、食细菌属、食菌属、盐生食菌属和假食菌属。蛭弧菌可以在多种生境中找到，从土壤到污水，只要这些环境中细菌种群密集。
有些菌株是猎物非依赖型突变体，它们丧失了对猎物细胞的需求，因此是兼性捕食的（例如，Bacteriovorax stolpii DSM 12778）或适应了专性腐生的生活方式（例如，Bdellovibrio bacteriovorus DSM 12732）。
猎物依赖型蛭弧菌通常对冻干敏感，因此DSMZ以活性生长培养物的形式提供。攻击期蛭弧菌的新鲜样品通过双层琼脂平板或液体肉汤培养物形式寄送。推测由于蛭弧菌内源呼吸率高，在猎物细胞完全裂解后其存活率会迅速下降。因此，收到获得的培养物后，立即将其转移到含有易感猎物细胞悬浮液的新鲜配制培养基中至关重要。猎物依赖型蛭弧菌株会与猎物细胞的纯培养物一同寄送。
以下以_蛭弧菌 Bdellovibrio bacteriovorus_ DSM 50701T的培养为例，详细说明对猎物依赖型菌株推荐的处理方法。
1. 收到培养物后的初步检查
收到DSMZ提供的双层琼脂平板（DSMZ 257号培养基）和猎物菌斜面（Pseudomonas sp. DSM 50906，DSMZ 54号培养基）。
平板顶层琼脂中有一条线性透明区（噬菌斑），代表猎物细胞被裂解的位置。
立即检查：噬菌斑边界清晰且随时间扩大，延迟观察可能导致活性下降。
在深色背景下观察更清晰；图1A中透明区用黑色虚线标出，取样区域为红色方框所示（靠近未裂解猎物菌苔边缘）。
图1、Bdellovibrio bacteriovorus DSM 50701T在琼脂培养物中的生长。(A) DSMZ 257号培养基顶层琼脂中的蛭弧菌噬菌斑。(B) 一个宿主细胞与几个蛭弧菌细胞的相差显微照片。比例尺 = 5 µm。
2. 显微镜观察攻击期蛭弧菌
从红色方框区域（噬菌斑边缘）取少量顶层琼脂。
在相差显微镜下观察：
B. bacteriovorus 为革兰氏阴性、微小（0.25–0.4 µm）、弯曲杆菌；
具有极生鞘鞭毛，运动迅速，易与静止或缓慢移动的猎物细胞区分；
老龄培养物中蛭弧菌多不活跃，故需用新鲜样本。
3. 初次液体传代培养（使用DN肉汤，DSMZ 1012号培养基）
用无菌刮刀或接种环切取含噬菌斑边缘及周围猎物菌苔的琼脂块；
将琼脂块重悬于约 15 mL DN肉汤 中；
30°C、200 rpm 振荡培养 24–48 小时（严格好氧，需良好通气）；
猎物细胞先增殖，形成高密度悬浮液，支持蛭弧菌高效增殖；
此裂解液可用于后续传代或接种。
4. 双层琼脂平板法（用于纯化或保藏）
按DSMZ官网说明配制 DSMZ 257号双层琼脂培养基；
使用 Pseudomonas sp. DSM 50906 的细胞悬液作为猎物铺底层；
将蛭弧菌裂解液进行 系列稀释，取适量加入顶层琼脂；
倒平板，2–4天内形成清晰噬菌斑；
收获方法：将噬菌斑区域琼脂块在无菌缓冲液中乳化；
700 × g 离心 10 分钟 沉淀琼脂；
上清液含蛭弧菌，可用于接种新平板。
5. 液体大规模培养（用于高产量制备）
在 250 mL 锥形瓶 中加入 30–40 mL DN肉汤；
将 Pseudomonas sp. DSM 50906 斜面（过夜培养）的两个培养物重悬，调至 10⁸–10⁹ cells/mL；
加入 100 µL 新鲜蛭弧菌裂解液 接种；
30°C、200 rpm 振荡培养 24–48 小时；
裂解完成标志：培养液浊度明显下降，显微镜确认猎物细胞基本消失。
6. 蛭弧菌与猎物细胞的分离（如需要纯捕食者）
先用 0.8 µm 滤膜 过滤，去除大部分完整猎物细胞；
再用 0.45 µm 滤膜 过滤，收集滤液中的蛭弧菌（因其体积小，可通过）；
滤液可用于后续实验或传代。
7. 短期保藏与维持
液体培养物需 每周至少传代一次；
为提高存活率（据 Jurkevitch, 2000）：向新鲜蛭弧菌悬浮液中添加 5 mM 谷氨酸；
4°C 冷藏保存。
8. 注意事项
1：不建议直接用 DN 肉汤（Peredibacter DN Medium）单独培养宿主菌（猎物菌），然后再加入蛭弧菌
（1）DN 培养基营养太贫瘠，不适合宿主菌大量生长
DN 培养基（DSMZ 1012）是为捕食性细菌（如 Peredibacter）设计的，其营养成分（如仅 0.8 g 营养肉汤/升）远低于常规细菌培养基。
宿主菌（如 E. coli、Pseudomonas）在这种低营养环境中：
生长缓慢
最终密度低（可能达不到 10⁸ CFU/mL 的理想猎物浓度）
细胞状态差（影响蛭弧菌的吸附和侵入）
✅ 蛭弧菌需要高密度、活跃生长的健康猎物细胞才能有效启动捕食周期。
（2）DN 培养基缺乏快速支持宿主菌增殖的碳源
没有葡萄糖或其他易利用碳源（对比 DSMZ 54 含 2% 葡萄糖）
宿主菌难以快速进入对数生长期
（3）实验效率低，结果不稳定
在贫瘠培养基中，宿主菌可能很快进入稳定期或死亡，导致蛭弧菌“无食可捕”
捕食实验重复性差，噬斑（plaques）或浊度下降不明显9. 注意事项2：不建议用DSMZ 54培养基培养好猎物菌，直接加入蛭弧菌
（1）高营养环境抑制蛭弧菌的捕食行为
蛭弧菌（Bdellovibrio spp.）和类似捕食菌（如 Peredibacter）通常在低营养、寡营养环境中才高效启动捕食程序。
在富营养培养基中：
蛭弧菌可能延迟附着或降低侵入效率
部分研究显示，高浓度氨基酸/葡萄糖会干扰其趋化性和识别机制
（2）猎物菌持续快速分裂，掩盖裂解效果
DSMZ 54 中猎物菌仍在高速增殖
即使蛭弧菌在裂解部分细胞，总体OD值可能不降反升，导致你误判“无捕食发生”
（3）CaCO₃ 干扰观察和测量
DSMZ 54 含 2% CaCO₃（白色沉淀）
使培养液浑浊，无法准确测 OD₆₀₀
平板上形成不透明背景，噬斑（plaques）难以看清
可能吸附细菌或影响离子平衡
（4）缺乏优化的离子环境
蛭弧菌的附着和侵入高度依赖 Ca²⁺ 和 Mg²⁺
DSMZ 54 不含额外添加的 Ca²⁺/Mg²⁺（仅靠酵母提取物中的微量）
而 DN 培养基专门添加了 0.3 g/L CaCl₂·2H₂O + 0.6 g/L MgCl₂·6H₂O，更利于捕食
参考文献
https://www.dsmz.de/fileadmin/Bereiche/Microbiology/Dateien/Kultivierungshinweise/Kultivierungshinweise_neu_CD/engl_Bdellovibrio_Update.pdf
https://www.dsmz.de/collection/catalogue/details/culture/DSM-50701
https://www.dsmz.de/microorganisms/medium/pdf/DSMZ_Medium1012.pdf
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更新日期：2025-01-10
编制人：小灰
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