选择性液体培养基通过添加特定成分,对不同微生物的生长具有差异化影响。不同类型微生物在其中的生长表现,主要受自身代谢特性、对抑菌成分耐受性等因素决定,以下将从多个角度具体阐述这些差异:
革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌:许多选择性液体培养基会添加针对革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌的抑菌成分。如麦康凯液体培养基中含有胆盐和结晶紫,这些成分能够抑制革兰氏阳性菌的生长,原因在于胆盐可破坏革兰氏阳性菌细胞膜的结构,结晶紫能与革兰氏阳性菌细胞壁中含量较高的磷壁酸结合,干扰其正常生理功能,使得革兰氏阳性菌难以在该培养基中生长繁殖;而革兰氏阴性菌由于细胞壁结构特殊,外膜具有一定的屏障作用,对这些抑菌成分有更强的耐受性,因此可以在麦康凯液体培养基中生长 。像大肠杆菌等革兰氏阴性肠道菌,能够利用培养基中的乳糖发酵产酸,使培养基 pH 下降;而金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌的生长则被显著抑制 。
需氧菌与厌氧菌:选择性液体培养基的成分和培养环境也会影响需氧菌与厌氧菌的生长。一些培养基通过添加还原剂,如巯基乙酸钠,降低培养基的氧化还原电位,营造厌氧环境,这种培养基适合厌氧菌的生长。以庖肉培养基为例,煮过的肉渣含有不饱和脂肪酸和还原性谷胱甘肽,能够吸收氧气,为厌氧菌创造适宜的生长条件,破伤风杆菌等厌氧菌可在此培养基中良好生长;而需氧菌在这种低氧环境下,由于无法获取充足的氧气进行有氧呼吸,生长会受到抑制 。反之,在普通的有氧环境下的选择性液体培养基中,需氧菌能够利用氧气进行代谢活动,如枯草芽孢杆菌可在有氧条件下利用培养基中的营养物质快速生长繁殖;而厌氧菌因缺乏适应的无氧环境,其生长会受到极大限制 。
特殊代谢类型微生物:对于具有特殊代谢类型的微生物,选择性液体培养基会根据其代谢特点设计。例如,在筛选能够利用特定碳源(如甲醇)的微生物时,培养基中仅以甲醇作为碳源,只有具备相应代谢途径、能够利用甲醇的微生物,如一些甲基营养型细菌,才能在该培养基中生长,它们可以通过甲醇氧化途径获取能量和碳骨架;而不能利用甲醇的微生物,由于缺乏碳源供应,无法生长 。又如,在含有高浓度盐分的选择性液体培养基中,嗜盐菌凭借其细胞结构和生理机制,如富含酸性氨基酸的细胞质、特殊的离子转运系统等,能够在高盐环境下维持细胞内的渗透压平衡和蛋白质稳定性,从而正常生长;而普通微生物在高盐环境下,会因细胞失水、蛋白质变性等原因,生长受到严重抑制甚至死亡 。
耐药菌与敏感菌:当选择性液体培养基中添加抗生素时,耐药菌和敏感菌的生长表现差异明显。耐药菌由于携带耐药基因,能够表达出特定的耐药机制,如产生使抗生素失活的酶、改变抗生素作用靶点、增强药物外排等,从而在含有抗生素的培养基中存活并生长。例如,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)携带的 mecA 基因编码的 PBP2a 蛋白,对 β- 内酰胺类抗生素亲和力极低,使得 MRSA 能够在添加了 β- 内酰胺类抗生素的选择性液体培养基中生长;而对该抗生素敏感的金黄色葡萄球菌,其细胞壁合成会被抗生素抑制,导致细胞无法正常生长和分裂,最终死亡 。