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培养大肠用什么培养基？只知道LB你就out了

作者: 于浩然 发布: 2016-01-31 273阅读 42评论

大肠杆菌（Escherichia coli，E.coli）是与我们人类关系最为密切的细菌之一，是人和动物肠道中的正常栖居菌，婴儿出生后即随哺乳进入肠道，与人终身相伴，几乎占粪便干重的1/3。大肠杆菌同时也是生物技术领域应用最为广泛的细菌之一。大肠杆菌因遗传背景清楚、载体受体系统完备、生长迅速、培养简单、重组子稳定等优点广泛被应用于基因工程领域。很多分子生物学家都是从制备大肠杆菌感受态细胞，从大肠内提取质粒这些基础实验开始的。

培养基，细胞的食物。培养大肠杆菌最常见的培养基是什么？LB培养基，很多人可以脱口而出。那么还有没有其他的培养基能够用来培养大肠杆菌呢。事实上为了达到不同的目的（高密度，节省成本等），除了LB培养基之外，还有很多种在实验室或者工业中应用的培养基。小编将在这篇文章中总结介绍一些用来在实验室及工业中培养大肠杆菌的培养基。

LB培养基

依原则，BioEngX文章中首次出现的英文缩写一定会将英文全拼写给出的。但是LB却是个例外。很多人都知道LB培养基，但LB代表的什么意思，很多人并不清楚。LB是两个字母的首字母，这是肯定的。但是是哪两个英文单词呢。有人说是Luria Broth， 也有人说是 Lennx Broth, 还有人说是Luria Bertain的。事实上，LB最初的配方是由Giuseppe  Bertain在1951年发表的。Bertain表示LB是用来替代Lysogeny Broth这两个单词的 [1]。当然LB两个字母代替什么远没有LB的配方重要。LB培养基的配方你记得吗？不记得再看一遍。10 g 胰蛋白胨 （tryptone）；5 g 酵母提取物 （yeast extract）；10 g 氯化钠（sodium chloride）溶解于   1 L水中。LB培养基非常容易制备，能够允许大肠杆菌在摇瓶中，正常培养条件下（250 rpm）生长到OD600 2-3左右。

SOB（Super Optimal Broth）培养基

SOB培养基是另一种富营养培养基。与LB培养基相比，SOB培养基中含有两倍多蛋白胨，蛋白胨中富含氨基酸及多肽。另外，SOB培养基中含有镁离子，镁离子是高密度培养必须的离子。利用SOB培养基培养大肠杆菌在普通条件（250rpm）下摇瓶培养，菌浓可达到OD600 3-5左右，如果提高转速到350 rpm， OD600最高能够达到10-15。在SOB培养基中的大肠杆菌具有更高的转化效率，因此常用SOB培养基制备感受态细胞。SOB培养基的配方如下：
2 % 胰蛋白胨, 0.5 % 酵母提取物, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 10 mM MgCl2 , 10 mM MgSO4
注：%表示质量体积分数，2 %即 100 mL水包括2 g 固体

SOC（Super Optimal broth with Catabolite repression）培养基

SOC培养基跟SOB培养基的唯一区别是SOC中包含有20 mM葡萄糖（glucose）。培养基中的葡萄糖充当分解代谢抑制物（catabolite repressor）。大肠杆菌更倾向应用葡萄糖作为碳源。因此在葡萄糖存在的情况下，其他的碳源的分解就会被抑制。在20 mM 葡萄糖存在下，乳糖不会被代谢，乳糖操纵子被抑制，外源基因不会发生表达，这就减少了外源基因表达给细胞带来的生长压力。因此，利用SOC培养基进行转化反应时，热激后细胞生长的速率会比LB培养基中高出很多。当实验室中没有储存SOC培养基时，在LB中加入20 mM葡萄糖，效果是一样的 。SOC培养基配方如下：
2 % 胰蛋白胨, 0.5 % 酵母提取物, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 10 mM MgCl2 , 10 mM MgSO4， 20 mM葡萄糖

2x YT 培养基

2x YT培养基是比LB培养基营养更为丰富的培养基。与LB培养基成分相比， 2x YT培养基中包含有更多的的酵母提取物和胰蛋白胨。因为培养基中营养更丰富了，细胞能够生长更长的时间，浓度达到更高的值。2x YT培养基主要用来进行大肠杆菌以及像是M13这样的细菌噬菌体的培养。由于大肠杆菌的浓度很高，在生产大量的噬菌体的同时，宿主仍然是存活的。2x YT培养基的配方如下：
1.6 %胰蛋白胨, 1 % 酵母提取物, 0.5% NaCl

TB（Terrific Broth）培养基

TB 培养基是添加了磷酸盐的复合型培养基。跟LB培养基相比，TB培养基中除了多出20 %的胰蛋白胨和380 %的酵母提取物以外，还多了 0.4 % 的甘油作为额外的碳源。所有这些元素能够支持大肠杆菌在正常的摇瓶培养条件下生长到 OD600 5 – 8。 TB培养基通常用于实验室规模的蛋白质表达和质粒提取。TB培养基配方如下：
2 % 胰蛋白胨, 2.4 % 酵母提取物, 72 mM K2HPO4, 17 mM KH2PO4,  0.4 % glycerol

SB （Super Broth）培养基

与LB培养基相比，SB培养基成分中多出了220%的胰蛋白胨和380%的酵母提取物。因此SB培养基富含超多量的胰蛋白胨和酵母提取物。据估计蛋白胨和酵母提取物中包含的主要营养元素远远超过细胞生长达到饱和时所需的量。SB培养基主要用于质粒以及蛋白质的提取。SB培养基配方如下：
3.2% 胰蛋白胨,  2%酵母提取物,  0.5% NaCl

 

Reference:

【1】Bertani, G. (1951). Studies on lysogenesis. I. The mode of phage liberation by lysogenic Escherichia coli. J. Bacteriol. 62:293-300.

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作者: 于浩然

本科及硕士毕业于天津大学，博士毕业于伦敦大学学院。现就职于浙江大学化学工程与生物工程学院，PI，博导。研究方向为蛋白质工程、生物催化剂、合成生物学等。



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