天木生物MISS cell助力放线菌分离培养和高通量筛选

‍‍‍一、放线菌‍

       放线菌（Actinomycetes）是一种原核生物类群，在自然界中分布很广，是一类极其重要的微生物资源，与人类的生产和生活关系极为密切，最突出的特性就是能产生大量的、种类繁多的抗生素。放线菌能形成分枝菌丝和分生孢子，呈菌丝状生长，主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖，也可借菌体分裂片段繁殖。放线菌长到一定阶段，一部分气生菌丝形成孢子丝，孢子丝成熟便分化形成许多孢子，称为分生孢子。

图1 放线菌模式图

图2 放线菌的气生菌丝和孢子丝

‍‍‍‍‍‍       由于孢子因其体积小、质轻、易飘散等特点，极易造成同一固体平板上的不同单克隆菌落间产生交叉污染问题，给放线菌的培养和分离带来了巨大挑战。

       天木生物的高通量微升级液滴培养组学系统——MISS cell，可将细胞(孢子)包裹于液滴中，形成独立的培养单元，避免菌丝或孢子飞散至其它液滴单克隆内，从而克服菌株间的交叉污染问题，提高获得放线菌单克隆的效率和纯度。本实验基于菌丝体实现放线菌的分离与培养，为不产孢子的丝状菌的分离培养提供一种分离培养方法。

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二、使用MISS cell分离培养放线菌

1.样品预处理，确定上机浓度

       收集放线菌菌丝体（30℃，培养4天），加入玻璃株打碎菌丝过滤，通过血球计数板计数，用BM培养基将样品浓度稀释至500-1000 CFU/mL，工作流程如下：

图3 样本处理工作流程‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

2.MISS cell分离培养

       本实验共生成2500个液滴，培养96h后进行检测及分选，经过60分钟的分选，共得到含菌液滴约500个，MISS cell仪器工作流程如下图所示。

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图4 MISS cell工作流程

3.实验结果

1) 生长速率对比：不同时间点观察液滴及平板放线菌生长情况，液滴培养1天后液滴中出现生长，平板培养6天后出现菌丝生长，液滴培养放线菌生长速率显著优于平板培养，放线菌的最佳培养分选时间为4天。

图5 放线菌在固体平板上的生长情况

图6 放线菌在液滴中的生长情况

2) 放线菌液滴分选结果图

图7 放线菌培养4天，在OD模式下的分选情况

图8 放线菌培养4天，在荧光模式下的分选情况

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三、天木生物MISS cell仪器为放线菌的分离、培养和筛选过程提供高通量、高效自动化解决方案

       本研究中使用天木生物的MISS cell仪器，共生成2500个液滴，分选得到单菌落约500个，实现放线菌自动化培养和分选，有效避免了菌株之间的交叉污染。同时，对于不产孢子的丝状菌也提供了一种分离培养方法。本次实验共计消耗培养基8ml，全程自动化实现液滴生成、培养和筛选至96孔板中，大幅提升单克隆获取效率，同时有效避免交叉污染问题，为放线菌的单克隆筛选提供了高效工具平台。

       天木生物MISS cell仪器为包括放线菌在内含孢子的细菌，提供了单克隆培养和高通量筛选的高效自动化实验平台，为菌株的培养和筛选提供强力支持！