大肠杆菌BL21生长状态的研究

郭 晓 丽

（衡水学院 生命科学学院，河北 衡水 053000）

大肠杆菌BL21生长状态的研究

郭 晓 丽

（衡水学院 生命科学学院，河北 衡水 053000）

以大肠杆菌菌株BL21为材料，测定其生长曲线及在不同浓度NaHCO3、NaCl处理下的生长状态．结果表明：大肠杆菌 BL21具有稳定的生长状态，高浓度的胁迫条件均可抑制其生长，低浓度的 NaCl抑制作用不明显，而低浓度的NaHCO3则极为敏感．

大肠杆菌BL21; 生长；状态

大肠杆菌表达系统是目前最常用的外源蛋白表达系统[1]．大量的研究工作为大肠杆菌表达系统的发展奠定了理论基础．此后，Guarante等发表了以质粒、乳糖操纵子为基础建立起来的大肠杆菌表达系统，这一发展构成了大肠杆菌系统的雏型[2]．

大肠杆菌由于遗传背景清楚，容易培养，以及有大量可供选择的克隆载体与表达载体，使之成为人们克隆表达外源基因的主要菌株[3]．其中，大肠杆菌 BL21是常用的表达菌株，一般配合以强表达载体来进行目的基因的强表达．笔者通过对大肠杆菌菌株 BL21生长曲线的测定，以及在不同胁迫条件下的生长状态的研究，为进一步更好的研究与利用BL21提供理论依据．

1 材料与方法

1.1 材料

大肠杆菌BL21菌株由河北师范大学馈赠．

1.2 方法

1.2.1 大肠杆菌BL21生长曲线的测定

取大肠杆菌BL21单菌落，接种于3 mL的LB液体培养基中，37 ℃振荡培养过夜．另取10 mL LB液体培养基，分别加入100 μL过夜培养的菌液．接种1 h后，每隔60 min取菌液测其OD600值，背景为LB培养基，以横轴为时间，纵轴为OD600值作图，画出BL21的生长曲线图．

1.2.2 NaHCO3胁迫下大肠杆菌BL21生长状态的测定

取过夜培养的大肠杆菌BL21菌液500 μL，加入含NaHCO3的LB液体培养基中，NaHCO3终浓度分别为0, 0.4, 0.6 mol/L．每个处理设置3个重复．37 ℃振荡培养，每隔1 h测定OD600值，以横轴为时间，纵轴为OD600作图．

1.2.3 NaCl胁迫下大肠杆菌BL21生长状态的测定

取过夜培养的大肠杆菌BL21菌液500 μL，加入含NaCl的LB液体培养基中，NaCl终浓度分别为0, 0.4, 0.8 mol/L．每个处理设置3个重复．37 ℃振荡培养，每隔1 h测定OD600值，以横轴为时间，纵轴为OD600作图．

2 结果与分析

2.1 大肠杆菌BL21的生长曲线

由图1我们可以发现，大肠杆菌BL21的生长曲线在培养1～4 h时均呈现上升趋势并依次经历迟缓期、对数期、到达稳定期．随后生长逐渐开始下降，并进入衰亡期．在培养7 h后菌液浓度大幅度降低，此时可能出现大量菌体死亡．

2.2 NaHCO3胁迫下大肠杆菌BL21的生长状态

由图2可知，在不含NaHCO3的培养基中，大肠杆菌BL21生长状态良好，随着培养时间的增加，菌液的浓度呈现先增长后降低，并在培养4 h达到最高值．随着NaHCO3浓度的升高，大肠杆菌BL21的OD值呈现大幅度的降低．当NaHCO3浓度为0.4mol/L和0.6 mol/L时，大肠杆菌BL21的菌液随着培养时间的增加基本没有变化，均处于较低的浓度，可见，NaHCO3对大肠杆菌BL21的生长有较强的抑制作用，低浓度时即可抑制其生长．

图1 大肠杆菌DH5α的生长曲线

图2生 长不状同态浓度 NaHCO3处理下大肠杆菌BL21的生长状态

2.3 NaCl胁迫下大肠杆菌BL21的生长状态

由图3可知，当NaCl浓度为0和0.4 mol/L时，大肠杆菌BL21的OD值基本变化不大，均呈现缓慢增加，并在培养4 h后浓度急剧降低．当浓度为0.8 mol/L时，大肠杆菌BL21的菌液虽与对照比有较大幅度的降低，但仍有大量的菌存活，由此可见，高浓度的NaCl可明显抑制大肠杆菌BL21的生长，低浓度抑制作用不明显．

图3 不同浓度 NaCl处理下大肠杆菌BL21的生长状态

3 讨论

大肠杆菌是表达重组蛋白的重要宿主菌，已成功用于多种重组蛋白的生产．其中大肠杆菌BL21是应用最广泛的菌种之一．在本实验中我们可以发现，大肠杆菌BL21在培养4 h即可达到其对数生长期，表明其生长力旺盛，短时期内即可满足后续试验的需要．

此外，在不同胁迫条件下，我们可以发现，大肠杆菌 BL21对低浓度的 NaCl有较强的耐受能力，而对NaHCO3表现则极为敏感，说明 HCO3－对 BL21的影响程度要远远大于 Cl－．因此我们在大量培养大肠杆菌BL21的过程中，应严格杜绝HCO3－的掺入，以达到其最大的生长量，满足试验的需要．

[1] 唐建国,茹炳根,徐长法,等.蛋白质工程的研究[J].北京大学学报:自然科学版,1998,34(2):342-348

[2] 沈立新,魏东芝,张嗣良.大肠杆菌BL21(pTrc-gsh)与酵母耦联合成谷胱甘肽的研究[J].生物工程学报, 2001(4):69-81

[3] 崔立斌,马清钧.新生肽的折叠与重组蛋白可溶性表达[J].生物工程进展,1998,18(1):36-40.

Abstract:We measured the growth curve and studied the growth appearance of E.coli BL21 on the different concentration of NaHCO3and NaCl. The results showed E.coli BL21 has stable growth appearance. It cannot grow in the high levels of stress condition. It can endure low concentration of NaCl, and it is extremely sensitive to low concentration of NaHCO3.

Key words:E.coli BL21; growth; appearance

(责任编校：李建明英文校对：李玉玲）

Studies on the Growt h Appeara nce of E.coli BL21

GUO Xiao-li

(College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

Q935

A

1673-2065(2011)01-0040-03

2010-10-07

郭晓丽(1977-),女,河北邯郸人,衡水学院生命科学学院副教授,理学博士.