07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Споруляция Bacillus popilliae в культуре на искусственной среде
 21.06.2014

Пока нет способа вызвать обильное спорообразование in vitro. Тем не менее в лабораторной культуре возбудители молочной болезни образуют споры. Во-первых, ряд штаммов образует значительное число спор в особых культуральных условиях. Во-вторых, у большой части клеток многих штаммов регулярно происходят изменения в строении и составе, рассматриваемые как следствие прерванной споруляции. В-третьих, в клетках В. popilliae установлены изменения ферментативной активности, напоминающие процессы спорообразования у других бактерий и связанные с ферментами, содержащимися в спорах.
В колониях отобранных штаммов только 15—20% клеток образуют настоящие споры. Споруляция происходит лишь в очень специфических условиях среды и инокулума и преимущественно по окружности у периферии колоний; спорулируют клетки, расположенные на поверхности колонии или около нее. Вегетативный рост происходит исключительно в течение первых четырех дней; сразу после этого появляются предспоры и светопреломляющие споры; затем у светопреломляющих спор развивается устойчивость к высоким температурам и к иссушению, и примерно за 10—15 дней споруляция заканчивается. Большинство клеток не образует спор и центр колоний заполняется мертвыми клетками и их обломками. Вегетативный рост часто недолго продолжается и после споруляции, и колония разрастается за пределы зоны споруляции. Цитология спорогенеза в клетках колоний аналогична описанной для клеток из гемолимфы личинок. Споры из личинок и из лабораторных культур различаются. Зрелые споры, образовавшиеся в личинках, однородны и компактны, заключены в плотный спорангий; параспоры не имеют определенной формы. Споры из лабораторной культуры обычно имеют менее плотный спорангий, и параспора, имеющая ромбоидальную форму, отделена от споры. Эти различия отражают, по-видимому, относительную зрелость спор, потому что споры из личинок на промежуточных стадиях заражения очень похожи на споры лабораторных культур.
In vivo параспоры обычно приобретают способность преломлять свет после спор; в искусственной культуре порядок обратный. Условия в колониях можно считать сходными с условиями в хемостате, поскольку между колонией и твердой средой происходит непрерывная диффузия.
Рост в жидкой среде, содержащей измельченный уголь, также приводит к образованию спор. В отличие от спорообразования на твердых средах, наблюдаемого лишь у специфичных разновидностей, многие штаммы способны слабо спорулировать (0,1—1%) в жидких средах, содержащих уголь. Предполагалось, что уголь способствует спорообразованию, абсорбируя вредные вещества, присутствующие в среде с самого начала или образовавшиеся в ней во время роста бактерий.
Культуры, спорулирующие в любой системе, становятся аспорогенными при повторных пересевах в форме вегетативных клеток. Максимальная споруляция наблюдается при использовании в качестве инокулума материала только первого или второго пересевов вегетативных клеток, развивавшихся из спор, полученных на искусственной среде, и эти споры прорастают быстрее, чем опоры из личинок, и их можно легко использовать для создания вегетативных культур.
При выращивании в двухфазной культуре (на твердом агаровом основании, покрытом жидкой питательной средой в колбах на качалках) отобранные штаммы образуют аналоги спор. Такие клетки вздуты и содержат зачаток споры, отделенный от спорангия мембраной; дальнейшего развития не происходит.
Образование внутриклеточных тел, преломляющих свет и лишенных цитологических признаков спор, является, по-видимому, заменой спорообразования у многих штаммов В. popilliae. Такие тела развиваются примерно у 80% клеток в условиях, нередко близких к тем, что вызывают опоруляцию. Светопреломляющие тельца были обнаружены в небольших количествах также во время размножения в личинках. Они могут отражать прерванное или неуравновешенное развитие клеток, начавших спорообразование, и, вероятно, содержат неоформившуюся спору или материал параспоры. Вегетативные клетки, споры и светопреломляющие тельца различаются по составу и содержанию ферментов. Споры содержат меньше белка, ДНК и РНК, чем вегетативные клетки; как все бактериальные споры, они содержат небольшое, но определенное количество дипиколиновой кислоты. Светопреломляющие тельца отличаются от спор высоким содержанием поли-В-оксибутирата и отсутствием дипиколиновой кислоты. Споры из гемолимфы или из колоний содержат термостойкую каталазу, которой в вегетативных клетках нет. Каталазу вырабатывают клетки спорообразующих штаммов в начале, споруляции. Хотя светопреломляющие тельца также содержат каталазу, она не термостойка. Вероятнее всего, в лабораторной культуре нарушаются процессы, обеспечивающие энергию для биосинтеза во время споруляции; создающийся неуравновешенный обмен веществ обусловливает несопряженность ферментативных реакций и нарушение клеточных структур.
Спорообразующие штаммы появляются, видимо, в результате отбора в популяции небольшого процента клеток, способных образовывать споры в особых культуральных условиях. И наоборот, способность образовывать споры утрачивается, если эти штаммы повторно выращивают как вегетативные клетки. Как появление спорообразующих штаммов, так и утрата способности к споруляции отражает изменчивость В. popilliae.
В число условий для появления спорообразующих штаммов входит использование сложных сред на основе дрожжевого экстракта и других природных продуктов. Потребность в сложных компонентах мешает точно определить потребность в питательных веществах. Однако сравнительное изучение может помочь определить метаболические различия между спорогенными и аапорогенными штаммами, а также между вегетативным ростом и споруляцией у спорообразующих штаммов; такие сведения могут дать ключ к выяснению условий, способствующих образованию спор.
Штаммы, спорулирующие на твердых средах, образуют ограниченное число спор в жидких средах при длительной инкубации без встряхивания вслед за начальным периодом аэробного роста на качалках. Отобрать спорообразующий штамм из жидкой культуры трудно, потому что в отличие от развития на твердых средах спорулирующие клетки не удается отделить как клоны от неспорулирующих.