【摘要】 为了研究酵母对菌膜结构的影响，还获得了纯aab培养的菌膜的z堆叠

康普茶和食醋中含有微生物的纤维素膜可以被认为是生物膜，尽管它们具有宏观规模。生物膜是嵌入在细胞外聚合物质自产基质中的微生物聚集体，一些研究工作包括在生物膜的定义中没有固体表面的固定式微生物结构。

 

这些抗性形式限制了毒素的扩散，限制了环境参数(如pH值、温度或湿度)的残酷变化和极端条件的影响，并促进了某些细菌物种通过群体感应信号获取营养物质和微生物的交流，在Thierry Tran等人的研究中旨在探讨康普茶生物膜的结构与微生物相互作用及其相关功能的关系，即在生物膜形成的早期。

 

除了宏观观察、化学和微生物分析外，研究还基于双光子显微镜。该技术是非侵入性的，与共聚焦荧光显微镜相比，可以更好地穿透厚样品，因此适用于康普茶纤维素膜的研究(Helmchen和Denk, 2005年)。

 

图1 用荧光显微镜观察从琼脂平板培养中分离出的酵母和细菌，用氟化钙(蓝色)、碘化丙啶(红色)和荧光素(绿色)通道混合染色。

 

在显微镜下，使用双光子显微镜和荧光标记可以从琼脂板上生长的菌落中表征出不同的细胞形态(图1。钙荧光标记多糖，包括纤维素或细胞壁化合物，当不被非渗透性功能膜阻断时，PI染色核酸。钙荧光染色(蓝色)突出了酵母细胞壁，而AAB没有染色(图1)。

 

在接种后3天，采用双光子显微镜结合荧光染色研究了微生物相互作用在康普茶膜的新生形成和结构中的作用。聚集的酵母细胞似乎充当了细菌纤维素积聚的脚手架。这个最初的基础导致了层状结构，其特征是富含纤维素的顶层和富含生物量的下层。该亚层有望成为纤维素生产和酵母- aab代谢相互作用空间优化的微生物活性位点。然后，薄膜在扩大其层状组织的同时厚度增加。与纯AAB培养的膜的比较显示出一致性和结构的差异，突出了酵母对康普茶膜结构和特性的影响。

 

图2 用双光子显微镜对改良糖茶中培养14天后纯乙酸菌膜上部区域的z叠进行三维建模:

 

为了研究酵母对菌膜结构的影响，我们还获得了纯aab培养的菌膜的z堆叠(图2)。这些菌膜由活菌细胞和纤维素原纤维组成。总的来说，纯AAB膜的方面是均匀的。印尼金针菇的纤维素原纤维形状明显短于甘蔗金针菇。与嗜糖k.s ivcharivorans相比，A. indonesia ensis的细胞也更倾向于链状排列。经过14天的培养，这些生物膜的厚度分别为22.5和39.0 mm;图8A,B分别)在D3(大于80 mm)时，似乎比康普茶中的小得多。

 

因此，酵母的缺失限制了膜的生长速度，导致了富生物量层的缺失。最后，结果明确指出了酵母作为膜形成促进剂的作用，并在PI染色富生物量层的早期建立中发挥了作用。

 

结果说明双光子显微镜不仅可以提供物体结构的视觉信息，而且当与荧光染色相结合时，还可以提供物体组成的视觉信息。通过对多糖和核酸的染色，可以观察到纤维素的结构和细胞的生理状态。

 

[1] Tran T, Grandvalet C, Winckler P, Verdier F, Martin A, Alexandre H and Tourdot-Maréchal R (2021) Shedding Light on the Formation and Structure of Kombucha Biofilm Using Two-Photon Fluorescence Microscopy. Front. Microbiol. 12:725379. doi: 10.3389/fmicb.2021.725379

 

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