微生物培养基简介

• 介绍
• 微生物培养基的类型
• FAQ
• 微生物培养基选择指南  

微生物培养基简介

微生物学研究需要能在实验室提供各种不同种类的细菌、酵母或病毒。诸如发酵、蛋白质和疫苗生产的大规模过程需要大量处于生理活性状态的细菌。因此，针对各种应用需要有能提供适当的生化环境并保持微生物所有特征的合适的营养培养基。

任何微生物培养基都应包括营养素、能量、必需矿物质、缓冲剂和pH指示剂。有时它们还包括选择剂和固化剂。专性寄生虫，如噬菌体，也可在含有宿主细菌的营养培养基中进行培养。

以下是典型微生物培养基的基本成分：

• 营养来源 – 蛋白质、维生素、矿物质和碳水化合物的来源；主要是蛋白胨和肉提取物的混合物
• 能量源 – 碳水化合物的来源；主要是葡萄糖
• 基本矿物质 – 微量和大量矿物质的来源；主要存在于蛋白胨和肉提取物中
• 缓冲剂 – 保持最佳pH值的试剂；主要是特定的氨基酸、磷酸盐、柠檬酸盐和两性离子
• pH指示剂 – 通过颜色变化指示培养基pH值变化的试剂；主要是酚红
• 选择剂 – 仅允许特定细菌生长的试剂；例如抗生素、亚碲酸盐、叠氮化物和胆汁盐
• 固化剂 – 在需要时可将培养基保持在固态或半固态的试剂；广泛使用的是琼脂，尽管有时使用的是明胶
• 特定的物质，如生长因子、酶，也可被掺入至特定的细菌培养基中

微生物培养基的类型

• 简单或基础培养基：包括营养肉汤和蛋白胨水；在分子生物学研究实验室通常用于分离和培养各种细菌
• 复杂培养基：含有多种营养成分的混合物；氨基酸来源的确切组成并不明确。例如巧克力琼脂、MacConkey琼脂、Lowenstein-Jensen培养基
• 明确培养基：含有某些细菌所需的已知和明确的碳和氮源
• 特定培养基：含有会刺激难养菌繁殖、阻止有害细菌繁殖的特定物质，或能区分不同类型细菌的指示剂

表1 微生物培养基的类型

名称	介绍	应用
细菌培养基
LB培养基	溶菌肉汤或LB是培养大肠杆菌最为常用的培养基。它最初是由Bertani G创建以用于培养志贺氏菌指示菌。LB是一种富含蛋白胨、酵母提取物、NaCl和琼脂（用于固体培养基）的丰富培养基。根据NaCl浓度的不同，LB培养基可分为以下几类：LB - Miller，LB - Lennox和LB - 低盐。	LB培养基适用于大肠杆菌菌株的非选择性培养，以用于DNA、质粒DNA和重组蛋白的克隆、生产。在加入合适的抗生素时，它还适合于选择性培养。含有或不含有抗生素的无菌LB琼脂平板也可用于选择性培养大肠杆菌的耐药菌株。
基础盐（M9）	M9培养基含有基础的盐和氮。	基础盐（M9）培养基适用于大肠杆菌菌株的非选择性培养，以用于DNA、质粒DNA和重组蛋白的克隆、生产。在加入合适的抗生素时，它还适合于选择性培养。
极品肉汤 - 改良的	极品肉汤是一种营养丰富的培养基，可在较短的时间内提高细菌的产量。	极品肉汤（改良的）适用于大肠杆菌菌株的非选择性培养，以用于DNA、质粒DNA和重组蛋白的克隆和高产量生产。在加入合适的抗生素时，它还适合于选择性培养。
Hanahan肉汤（SOB培养基）	SOB培养基具有比LB培养基更高的蛋白胨、氨基酸和肽。	Hanahan肉汤（SOB培养基）可实现制备更高效的感受态细胞。
SOC培养基	SOC培养基是一种加入了葡萄糖的改良SOB培养基。在葡萄糖存在时，利用其他糖的细胞过程会被抑制。可能会影响宿主细胞生理的重组蛋白表达会被抑制，从而导致高效的转化反应。	SOC培养基可实现制备更高效的感受态细胞。
2X YT培养基	2X YT培养基含有相对于典型LB培养基两倍浓度的酵母提取物。它可用于高密度细胞的生长和维持以实现更长的生长周期。	2X YT培养基适用于M13噬菌体和大肠杆菌菌株的非选择性培养，以用于DNA、质粒DNA和重组蛋白的克隆、生产。在加入合适的抗生素时，它还适合于选择性培养。
NZCYM肉汤	NZCYM肉汤是一种含有氨基酸、肽、微生物和低盐浓度的营养丰富肉汤。	NZCYM肉汤适用于lambda噬菌体和大肠杆菌菌株的非选择性培养，以用于DNA、质粒DNA和重组蛋白的克隆、生产。在加入合适的抗生素时，它还适合于选择性培养。
酵母培养基
含有或不含有氨基酸的酵母氮基	酵母氮基是一种含有氮、维生素、痕量元素和盐来源的营养丰富培养基。它可作为涉及到酵母培养的大多数发酵反应的基础营养培养基。	分别用于酵母培养和根据氨基酸及碳需求进行分类的添加和未添加有氨基酸的酵母氮基。
噬菌体培养基
NZ Amine®肉汤	NZ Amine®肉汤是一种含有氨基酸、肽、维生素和低盐浓度的营养丰富培养基。	NZ Amine®肉汤适合于lambda噬菌体的生长。

FAQ

Luria、Lennox和Miller LB配方之间的区别是什么？

LB（原称为溶原性肉汤）最初是由胰蛋白胨、酵母提取物、NaCl和葡萄糖组成。不久后，葡萄糖被省略了（Miller版本），而后来NaCl含量也降低了一半（Lennox版本）。对于某些应用，甚至需要更低的盐（Luria的低盐版本）。

不同LB - Miller产品直接的区别是什么？

LB - Miller可提供多种类型以满足您的需求。不同的产品形式包括粉末和液体形式。粉末形式还可提供琼脂以轻松实现LB-琼脂平板制备。L2542（LB Miller液体）L3522（LB Miller粉末）L3147（带有琼脂的LB Miller粉末）

哪种细菌培养基最适合于我的应用？

每种肉汤都可能会很好地生长大肠杆菌，但在没有实验方法的情况下仍存在有选择肉汤的通用指南。通常：LB - Miller和LB - Lennox用于大肠杆菌的生长和维持、DNA质粒生产和蛋白质生产。Lennox配方含有某些盐敏感型选择抗生素所需的较低盐含量。LB - Luria低盐可用于需要最低可能盐含量的大肠杆菌生长或其他限制的特定应用。由于大肠杆菌在此培养基中生长较快，因此极品肉汤可用于更高产量的蛋白质和DNA质粒生产。SOB可用于蛋白质生产、DNA质粒生产和高效感受态细胞的生成。SOC可用于感受态细胞的初始生长和转化过程。

向培养基中加入镁会提高细胞密度吗？

对于并不含有镁的微生物肉汤配方，加入10-20 mM MgCl2或MgSO4可能会提高细胞密度。您还可能需要提高培养箱的摇速。

微生物培养基选择指南

表1 LB培养基

名称	成分	产品货号	形式	制备说明	应用
LB – Miller	10 g/L 胰蛋白胨 5 g/L 酵母提取物 10 g/L NaCl	L2542	液体	即用型	适用于常规大肠杆菌培养
	10g/L 胰蛋白胨 10g/L NaCl 5g/L 酵母提取物	L3522	粉末	将25 g混入1L水中；高压灭菌并在使用前冷却
	15g/L 琼脂  10g/L 胰蛋白胨  10g/L NaCl  5g/L 酵母提取物	L3147	带有琼脂的粉末	将40 g混入1L水中，加热溶解；高压灭菌并在使用前冷却
	15g/L 琼脂  10g/L 胰蛋白胨  10g/L NaCl  5g/L 酵母提取物  100μg/mL 氨苄青霉素	L5667	含有100 μg/mL 氨苄青霉素的琼脂平板	即用型
	15g/L 琼脂  10g/L 胰蛋白胨  10g/L NaCl  5g/L 酵母提取物  50μg/mL 氨苄青霉素	L0168	含有50 μg/mL 氨苄青霉素的琼脂平板
	15g/L 琼脂  10g/L 胰蛋白胨  10g/L NaCl  5g/L 酵母提取物  50μg/mL 卡那霉素	L0543	含有50 μg/mL 卡那霉素的琼脂平板
	15 g/L 琼脂  10 g/L 胰蛋白胨  10 g/L NaCl  5 g/L 酵母提取物  100 μg/mL 羧苄青霉素	L0418	含有100 μg/mL 羧苄青霉素的琼脂平板
LB – Lennox	10 g/L 蛋白胨  5 g/L 酵母提取物  10 g/L NaCl	L3022	粉末	将20 g混入1L水中；高压灭菌并在使用前冷却	适用于盐敏感性大肠杆菌菌株的培养
	15 g/L 琼脂  10 g/L 胰蛋白胨  5 g/L 酵母提取物  5 g/L NaCl	L2897	带有琼脂的粉末	将35 g混入1L水中，加热溶解；高压灭菌并在使用前冷却
	10 g/L 胰蛋白胨 5 g/L 酵母提取物  5 g/L NaCl  2.2 g/L 惰性粘合剂	L7275	片剂	将每种1.2 g的片剂加入至48.3 mL水中；高压灭菌并在使用前冷却
	13.72g/L 琼脂  9.14g/L 胰蛋白胨  4.57 g/L 酵母提取物  4.57 g/L NaCl  1.6g/L 惰性粘合剂	L7025	带有琼脂的片剂	将每种1.68 g的片剂加入至48.3 mL水中；高压灭菌并在使用前冷却
	10g/L 胰蛋白胨  5 g/L 酵母提取物  5 g/L NaCl  0.6 g/L 惰性粘合剂（经EZMix配方）	L7658	EZMix™	将20.6 g混入1L水中；高压灭菌并在使用前冷却
	15g/L 琼脂  10g/L 胰蛋白胨  5 g/L 酵母提取物  5 g/L NaCl	L7533	带有琼脂的EZMix™	将35.6 g混入1L水中，加热溶解；高压灭菌并在使用前冷却
	15g/L 琼脂  10g/L 胰蛋白胨  5 g/L 酵母提取物  5 g/L NaCl	L5542	平板	即用型
	10 g/L 胰蛋白胨  5.0 g/L 酵母提取物  5.0 g/L NaCl	L9234	液体	即用型
LB – 低盐	10 g/L 蛋白胨  5 g/L 酵母提取物  0.5 g/L NaCl（以及用于固体培养基的15 g/L琼脂）	L3397	粉末	将15.5 g混入1L水中；高压灭菌并在使用前冷却	适用于需要低盐条件进行生长的大肠杆菌菌株的培养
	15g/L 琼脂  10g/L 胰蛋白胨  5g/L 酵母提取物  0.5g/L NaCl	L3272	带有琼脂的粉末	将30.5 g混入1L水中，加热溶解；高压灭菌并在使用前冷却
Overnight Express Instant LB培养基	Overnight Express Autoinduction系统1成分  Luria Bertani（LB）肉汤	71757-M	颗粒培养基	仅需将EasyPak成分加入至1 L无菌水中，添加10 mL甘油并微波加热2分钟以进行溶解。Overnight Express Instant LB培养基还可提供1 kg瓶装。颗粒培养基可确保快速、均匀地溶解在水中，防止培养基结块并避免吸入空气中的粉末。	可实现在大肠杆菌中调节蛋白的表达，而无需监测培养物或在细胞生长期间添加IPTG。
Overnight Express Instant TB培养基	Overnight Express Autoinduction系统1成分  极品肉汤（TB）培养基	71491	颗粒培养基	EasyPak是一个含有60 g颗粒培养基的铝箔袋，足够用于1 L培养基。仅需将EasyPak成分加入至1 L无菌水中，添加10 mL甘油并微波加热2分钟以进行溶解。Overnight Express Instant TB培养基还可提供1 kg瓶装。颗粒培养基可确保快速、均匀地溶解在水中，防止培养基结块并避免吸入空气中的粉末。

表2 基础盐（M9）

名称	成分	产品货号	形式	制备说明	应用
基础盐（M9）	33.9 g/L Na2HPO4.7H2O  15 g/L KH2PO4   5 g/L NH4Cl和2.5 g/L NaCl	M6030	粉末	将56.4 g混入1L水中以获得5X储备液；高压灭菌、冷却并在使用前稀释至1X	适用于重组型大肠杆菌菌株
	15 g/L KH2PO4  64 g/L Na2HPO4  2.5 g/L NaCl  5.0 g/L NH4Cl	M9956	液体	即用型

表3 基础盐（M9）

名称	成分	产品货号	形式	制备说明	应用
Hanahan肉汤（SOB培养基）	20 g/L 胰蛋白胨  5 g/L 酵母提取物  2.4 g/L MgSO4  0.5 g/L NaCl  0.186 g/L KCl	H8032	粉末	将28 g混入1L水中；高压灭菌并在使用前冷却	可实现 高效感受态细胞的制备。
SOC培养基	20 g/L 胰蛋白胨  5 g/L 酵母提取物  4.8 g/L MgSO4 3.603 g/L 右旋糖 0.5 g/L NaCl 0.186 g/L KCl	S1797	液体	即用型	SOC培养基是一种加入了葡萄糖的改良SOB培养基。在葡萄糖存在时，利用其他糖的细胞过程会被抑制。可能会影响宿主细胞生理的重组蛋白表达会被抑制，从而导致高效的转化反应。它可实现感受态细胞的高效转化。

表4 极品肉汤 - 改良的

名称	成分	产品货号	形式	制备说明	应用
极品肉汤 - 改良的	23.6 g/L 酵母提取物  11.8 g/L 胰蛋白胨  9.4 g/L K2HPO4  2.2 g/L KH2PO4	T5574	液体	即用型	适用于大肠杆菌菌株的非选择性培养，以用于DNA、质粒DNA和重组蛋白的克隆和高产量生产。在加入合适的抗生素时，它还适合于选择性培养。
		T9179	EZMix™	将48.2 g混入1 L水中，加入4 mL甘油；高压灭菌并在使用前冷却

表5 2X YT培养基

名称	成分	产品货号	形式	制备说明	应用
2X YT培养基	16 g/L 胰蛋白胨  10 g/L 酵母提取物  5 g/L NaCl	Y1003	液体	即用型	适用于M13噬菌体和大肠杆菌菌株的非选择性培养，以用于DNA、质粒DNA和重组蛋白的克隆、生产。在加入合适的抗生素时，它还适合于选择性培养。
		Y2377	粉末	将31 g混入1 L水中；高压灭菌并在使用前冷却
		Y2627	EZMix™	将31.6 g混入1 L水中；高压灭菌并在使用前冷却

表6 NZCYM肉汤

名称	成分	产品货号	形式	制备说明	应用
NZCYM肉汤	10 g/L 胰蛋白胨 5 g/L 酵母提取物  5 g/L NaCl  1 g/L 酪蛋白氨基酸  1 g/L MgSO4	N3643	粉末	将22 g混入1 L水中；高压灭菌并在使用前冷却	适用于lambda噬菌体和大肠杆菌菌株的非选择性培养，以用于DNA、质粒DNA和重组蛋白的克隆、生产。在加入合适的抗生素时，它还适合于选择性培养。

表7 酵母培养基

名称	成分	产品货号	形式	制备说明	应用
含有氨基酸的酵母氮基	氮源：  硫酸铵，5.0 g/L 氨基酸：  L-组氨酸，10 mg/L  DL-甲硫氨酸，20 mg/L  DL-色氨酸，20 mg/L 维生素：  生物素，2.0  泛酸钙，400  叶酸，2.0  肌醇，2.0 mg/L  盐酸，400  对氨基苯甲酸，200  盐酸吡哆辛，400  核黄素，200  盐酸硫胺，400 痕量元素：  硼酸  硫酸铜  碘化钾  氯化铁  硫酸镁  钼酸钠  硫酸锌 盐：  磷酸二氢钾，1.0 g/L 硫酸镁，0.5 g/L  氯化钠，0.1 g/L  氯化钙，0.1 g/L	Y1250	粉末	将6.7 g混入100 mL水中，并加入5 g葡萄糖以获得10X储备液；无菌过滤并在使用前用无菌水稀释至1X	酵母氮基是一种用于酵母培养的高度参考生长培养基。这种营养丰富的微生物肉汤含有氨基酸、氮、维生素、痕量元素和盐。
不含氨基酸的酵母氮基	氮源：  硫酸铵，5.0 g/L 维生素：  生物素，2.0  泛酸钙，400  叶酸，2.0  肌醇，2.0 mg/L  盐酸，400  对氨基苯甲酸，200  盐酸吡哆辛，400  核黄素，200 盐酸硫胺，400 痕量元素：  硼酸，500  硫酸铜，40  碘化钾，100  氯化铁，200 硫酸镁，400  钼酸钠，200  硫酸锌，400 盐：  磷酸钾 一价的，1.0 g/L  硫酸镁，0.5 g/L  氯化钠，0.1 g/L  氯化钙，0.1 g/L	Y0626	粉末	将6.8 g混入100 mL水中，并加入5 g葡萄糖和5-10 mg适量的氨基酸以获得10X储备液；无菌过滤并在使用前用无菌水稀释至1X	酵母氮基被认为是培养野生型酵母的理想选择。已知氨基酸的存在可防止可选择标记物的利用。因此，该培养配方不含有氨基酸并可用于酵母人工染色体的克隆和操作。

表8 噬菌体培养基

名称	成分	产品货号	形式	制备说明	应用
NZ Amine®肉汤	10 g/L 胰蛋白胨  5 g/L NaCl  1 g/L MgSO4	N3518	粉末	将16 g混入1 L水中；高压灭菌并在使用前冷却	适合于lambda噬菌体的生长。

参考文献

1. Sambrook J, Fritsch E, Maniatis T. 1989. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 1. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press.

2. Parija SC. 2012. Textbook of Microbiology & Immunology. 2. Elsevier India.

3. Types of Growth Media Used to Culture Bacteria. [Internet].[updated 07 Aug 2016; cited 17 Jul 2020]. Available from: https://www.scienceprofonline.org/microbiology/types-culture-media-for-growing-bacteria