不同浓度的表面活性剂PEG6000、SDS胁迫培养对细菌生长的影响【上】
表面活性剂是一类加入微少量就能使表面张力减少的有机物，有杀菌、润滑等功能，被广泛应用到各个领域，大量使用时，会带来很多严重的环境问题，给生态环境带来较大影响[1]。表面活性剂对微生物的毒性，一方面是通过与细胞膜中的液态成分作用使细胞膜溶解，另一方面是通过与细胞中的重要功能蛋白发生反应[2]，表面活性剂的毒性与类型及表面活性剂浓度有关[3,4]。十二烷基硫酸钠(SDS)为白色或淡黄色粉状，有去污、乳化和优异的发泡力，是一种阴离子表面活性剂；聚乙二醇6000(PEG6000)为白色蜡状固体薄片或颗粒状粉末，属于非离子型表面活性剂[5]。表面活性剂在工业行业中应用较广泛，有杀菌与消毒作用，其主要原因是可以和细菌生物蛋白质发生作用，加速蛋白质分子变性[6]，所以微生物生长变化可以直接反映出水体受污染程度，将微生物作为表面活性剂毒性监测指示者具有一定的实用价值[7]。
本实验选择4株细菌作为研究对象。2株革兰氏阳性菌：枯草芽孢杆菌和简单芽孢杆菌；2株革兰氏阴性菌：大肠杆菌和变形杆菌。用不同浓度的表面活性剂PEG6000、SDS胁迫培养后，对4株细菌测定生长曲线，分析不同浓度PEG6000、SDS对细菌生长的影响。结果发现：4株细菌对两种表面活性剂表现出不同的敏感性，两种表面活性剂对细菌的毒性也表现出较大差异，为表面活性剂污染环境后对细菌的影响提供参考。
1材料与方法
1.1供试菌种
枯草芽孢杆菌(BaciLLussubtiLis)，简单芽孢杆菌(BaciLLussimpLex)，革兰氏阳性菌(G+)；
大肠杆菌(EscherichiacoLi)，变形杆菌(ProteusvuLgaris)，革兰氏阴性菌(G-)。
1.2培养基
LB培养基：胰蛋白胨10g；酵母膏5g；NaCl 10g；蒸馏水1000mL。
1.3方案设计
1.3.1菌种活化
将4株供试菌种在无菌条件下转接于LB培养基，连续转接2次，于35℃恒温培养24h后备用。
1.3.2不同浓度表面活性剂培养基配制
250mL锥形瓶盛100mL LB液体培养基，加入PEG6000，浓度分别为：0、0.5、1.0、1.5、2.0g/L，每个浓度3个平行；加入SDS，浓度分别为：0、0.2、0.4、0.6、0.8g/L，每个浓度3个平行；同时设置对照。
1.3.3胁迫培养
将活化后的斜面菌种用3mL无菌水洗脱3次，合并倒入无菌试管中混匀。
用10mL的移液管将胁迫培养基分别加入三角瓶中，每个三角瓶10mL，用牛皮纸包扎好置于高压蒸汽灭菌锅中灭菌。灭菌后，分别按照浓度梯度为0、0.5、1.0、1.5、2.0g/L添加PEG6000，0、0.2、0.4、0.6、0.8g/L添加SDS，另以不含表面活性剂的培养基作对照，在无菌条件下将扩大培养的菌液按10%的接种量分别接种于上述培养基中，置于摇床(120r/min)上恒温(35℃)摇瓶培养。
1.3.4生长曲线测定
培养过程(96h)中每隔8h无菌操作取样1次，于可见光分光光度计600nm处测其吸光度，每个样品有3个平行，求其平均值，绘制4种细菌在不同浓度PEG6000、SDS胁迫培养过程中的生长曲线。
2结果与分析
2.1 PEG6000胁迫对4株细菌生长曲线的影响
由图1～图3可看出，PEG6000对枯草芽孢杆菌、简单芽孢杆菌和大肠杆菌的生长有影响，PEG6000浓度为0.5～2.0g/L时，对3株细菌的生长都表现为抑制作用；当PEG6000浓度为2.0g/L时，对大肠杆菌的抑制作用明显；简单芽孢杆菌则表现为PEG6000浓度为1.0g/L生长受到明显抑制。有研究[8]发现，低浓度表面活性剂(TCJ0.1g/L和KPS 0.2g/L)对细菌的生长表现为促进作用，高浓度(1.5g/L)表面活性剂对细菌表现出抑制作用，本实验中PEG6000对枯草芽孢杆菌、简单芽孢杆菌和大肠杆菌的生长都表现为抑制作用。聚乙二醇6000(PEG6000)是广泛选用的模拟干旱的渗透剂[9]，对细胞的生长发育有较大影响，PEG6000对枯草芽孢杆菌、简单芽孢杆菌和大肠杆菌的生长抑制作用较TCJ和KPS明显,本实验选择PEG6000浓度较高也会影响3株细菌的生长。
图1 PEG6000胁迫下枯草芽孢杆菌生长曲线
图2 PEG6000胁迫下简单芽孢杆菌生长曲线
图3 PEG6000胁迫下大肠杆菌生长曲线
由图4可看出，变形杆菌PEG6000胁迫培养有较强的耐受性和适应性，在96h内变形杆菌的生长表现出上升趋势，24h内变形杆菌的生长低于对照，说明一段时间内PEG6000对变形杆菌的生长有抑制作用，随着培养时间的延长，变形杆菌的生长逐渐升高，应该是大肠杆菌对PEG6000胁迫环境有较强的适应能力，过度地使用表面活性剂也可能使细菌产生耐药性[10]。
实验结果表明，在低浓度下，PEG6000对两种细菌的生长具有一定的刺激作用，在高浓度下，对枯草芽孢杆菌的生长具有抑制作用，但是抑制效果不太明显，对假单胞菌的生长还是表现为促进作用。说明PEG6000的毒性不是太强，对细菌生长的胁迫作用不太显著。且两种细菌对PEG6000的敏感程度不同，枯草芽孢杆菌(G+)比假单胞菌(G-)更敏感，可能原因是两种细菌的结构差异和对不良环境的适应能力不同[5]。
不同浓度的表面活性剂PEG6000、SDS胁迫培养对细菌生长的影响【上】
不同浓度的表面活性剂PEG6000、SDS胁迫培养对细菌生长的影响【下】