副鸡嗜血杆菌液体发酵培养试验研究
2010-08-16沈志强刘吉山山东省滨州畜牧兽医研究院256600
付 强 沈志强 刘吉山 李 峰 (山东省滨州畜牧兽医研究院 256600 )
鸡传染性鼻炎(infectious coryza,IC)是由副鸡嗜血杆菌(haemophilus paragallinarum,Hpg)引起的一种鸡急性上呼吸道传染病。目前本病在世界许多地方都有发生和流行。本病发生后可引起蛋鸡产蛋量下降,育成鸡生长发育受阻和淘汰率增加,肉鸡肉质下降,给养鸡业造成重大的经济损失[1]。
免疫接种是预防本病的主要措施之一。目前主要使用灭活菌苗,国内预防IC以A型、C型单双价灭活苗为主,Matsumoto M等[2-3]研究发现,经卵黄囊接种培养制备的疫苗保护率低于经肉汤培养制备的疫苗,而且卵黄中杂蛋白含量较多,粘稠且难于确定疫苗中的总菌数。肉汤摇瓶培养(生物制品规程2000版)产量低,成本高,液体发酵培养技术能很好的解决此类问题,但国内对副鸡嗜血杆菌液体发酵培养工艺的报道不多,为此我们进行了多次A、C型IC的发酵培养试验,摸索培养条件,取得良好效果。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 菌种 副鸡嗜血杆菌Hpg-8,由中国兽医药品监察所鉴定、保存和供应,冻干保存。
1.1.2 主要仪器 GUJS-10L型发酵罐,镇江东方生物工程设备技术公司生产。水浴摇床。7200型紫外分光光度计。
1.1.3 培养基 IC琼脂平板:副嗜血杆菌培养基干粉,青岛高科园海博生物技术有限公司,按说明配制,加入1.5%(W/V)琼脂粉,115℃高压灭菌20min,降温至50℃左右时,加入10%的鸡血清和0.05%的辅酶Ⅰ,混匀,倾倒灭菌平皿,4℃保存备用。摇瓶培养基BHC:半合成培养基,按生物制品规程2000版配制。发酵培养基:半合成培养基,按生物制品规程2000版配制。
1.1.4 其它 鸡血清,郑州益康生物工程有限公司。辅酶I,产地Roche。
1.2 方法
1.2.1 一级种子制备 将菌株HPg-8接种于5日龄SPF鸡胚卵黄囊内,置37℃继续孵育,取30h内死亡的鸡胚卵黄囊,-20℃冷藏保存,应不超过1个月。
1.2.2 二级种子制备 取感染的鸡胚卵黄液,划线接种IC平板,置于含5%~10% CO2培养箱内,37℃培养16~18h。挑荧光性强的典型菌落接种于IC平板,置于含5%~10% CO2培养箱内,37℃培养16~18h,不超过6代。将菌苔用灭菌BHC洗下,分别接种于400ml BHC中,并加入2%鸡血清,置37℃恒温100rpm震荡培养7~8h,纯检合格后,做为二级种子,置2~8℃保存。
1.2.3 发酵种子制备及最佳培养时间和保存期的确定将二级种子按2%接入400mlBHC中,并加入2%鸡血清,置37℃恒温100rpm震荡培养16h,每1h取5.0ml,进行OD值检测,以OD值为纵坐标,培养时间为横坐标,作生长曲线(图1)。发酵菌种在摇床培养8h及冷藏后24h、48h各做活菌计数,观察活菌数变化。
1.2.4 发酵培养工艺要求 将2.3项培养的种子液4%及发酵液体积4%鸡血清、辅酶I0.003%和0.2%葡萄糖,接种于已灭菌的发酵罐培养基中,37℃培养,pH7.2~7.4,搅拌转速150rpm,通气比为1:4,接种后每隔2h取样做吸光度检测和活菌计数。
1.2.5 收获及浓缩 按生物制品规程2000版,浓缩至50亿/ml,灭活冷藏保存备用。
2 结果
2.1 各培养批次发酵菌种OD值 (见表1)
表1 不同培养时间(h)各培养批次发酵菌种OD值
图1 发酵菌种OD600随培养时间的变化曲线
OD600生长曲线表明,摇瓶菌种的最佳培养时间控制在8~10h,有利于发酵时缩短静止期,超过12h,菌体形态出现长丝状,OD值降低,此时细菌衰亡老化,不适合发酵罐接种。
2.2 发酵菌种保存时活菌数变化曲线
从图2可以看出,发酵菌种活菌数随时间呈大幅下滑的趋势,所以菌种培养完毕后应及时接罐。
2.3 各批次发酵培养时OD600值及活菌数 (见表2)
表2 不同培养时间(h)各批次发酵培养时OD600值及活菌数 (亿/ml)
菌种接入约4h后细菌进入对数增殖期,发酵10~14h后OD值有下降趋势。发酵时产酸,通过流加碱液控制pH值7.4左右。
本试验条件下培养10h活菌数的平均值为16.5/ml,菌体形态均一;培养12 h后活菌菌数有下降趋势,平均值为13.4亿/ml,镜检有长丝状菌出现,着色浅,有老化迹象,故发酵培养收获时间为10~12h即可。
3 讨论
培养副鸡嗜血杆菌的液体培养基有多种,常见的有:市售副鸡嗜血杆菌干粉、半合成培养基和鸡血清鸡肉汤,胰酪胨大豆肉汤TSA均能支持副鸡嗜血杆菌的生长,但从疫苗的生产成本考虑,半合成培养基为最佳选择。
本研究的试验结果表明,副鸡嗜血杆菌hpg-8株(血清A型)摇瓶菌种在水浴摇床中振荡培养8~10h生长达最高峰,静置培养时生长较差,与张洪等[4]试验结果基本相同。液体发酵培养10~12h生长达最高峰,活菌数为13~16×108/ml,发酵培养时间不易超过12h。
发酵培养活菌数明显高于鸡胚培养方法,适合工业化大规模生产,但仍需通过浓缩工序进一步提高菌数,以满足规程要求,发酵工艺有待于进一步提高。
[1]吴清民. 兽医传染病学[M]. 中国农业大学出版社. 2002.
[2]Matsumoto M.Pretective quality of an alum inumhydroxide absorbed broth bacteria against infectious coryza[J].American J Vet Ras, 1975, 6:579-582.
[3]Davis PB,RB Rimler,EB Shotts,et al.Efficacy studies on Haemophilus gallinarum bacterin preparations [M].American Journal of Veterinary Research, 1976, 37:219-222.
[4]张洪,王文泉等. 副鸡嗜血杆菌在疫苗生产中生长特性的研究[J].中国兽药杂志. 2003, 37(5):15-17, 20.