蒼耳子對(duì)寧都黃雞盲腸大腸桿菌菌落分形特征的影響

吳輝生

摘要：該文用分形分析的方法，對(duì)蒼耳子對(duì)寧都黃雞盲腸大腸桿菌菌落的分形特征影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明隨著日糧中蒼耳子添加量的增加，盲腸中大腸桿菌的量呈減少趨勢(shì)，分形維數(shù)隨日糧中蒼耳子添加量的增加而變小。分形維數(shù)能很好地反應(yīng)菌落在不同蒼耳子添加水平下的生長(zhǎng)發(fā)育差異。日糧中添加蒼耳子能有效抑制寧都黃雞消化道大腸桿菌的增長(zhǎng)與繁殖，用分形維數(shù)的方法可有效定量描述大腸桿菌菌落的差異特征。

關(guān)鍵詞：蒼耳子;寧都黃雞;大腸桿菌;分形特征

中圖分類號(hào)：S858.31

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.2096-3637.2019.23.001

0引言

肉雞大腸桿菌病是肉雞常見的傳染性疾病之一，是由大腸桿菌引起的一種腸道傳染病。大腸桿菌廣泛存在于自然界與雞胃腸道內(nèi)，是雞腸道中的一種常在菌群，屬于條件性致病菌，當(dāng)雞群受到外界某些應(yīng)激因素影響，導(dǎo)致身體抵抗能力下降時(shí)，會(huì)為大腸桿菌的繁殖感染提供可能[1]。通過細(xì)菌的菌落特征可分析大腸桿菌在動(dòng)物體內(nèi)的存在特征，并對(duì)其致病機(jī)理進(jìn)行間接研究。菌落特征通常通過細(xì)菌培養(yǎng)測(cè)定菌落大小直接定量描述。但由于菌落的生長(zhǎng)受自身基因型及培養(yǎng)基、溫度等外界環(huán)境因素的影響，直接通過菌落大小并不一定能準(zhǔn)確反映細(xì)菌的菌落發(fā)育特征。

分形理論是用分?jǐn)?shù)維度的視角和數(shù)學(xué)方法描述和研究客觀事物，主要揭示介于整體與部分、有序與無序、復(fù)雜與簡(jiǎn)單之間的新形態(tài)、新秩序，更趨近復(fù)雜系統(tǒng)的真實(shí)屬性與狀態(tài)的描述，更加符合客觀事物的多樣性與復(fù)雜性[2]。分形理論目前已廣泛運(yùn)用于微生物學(xué)研究。陽葵等以分形和多重分形理論分別測(cè)定了霉菌（綠僵菌）菌落樣本的分形特征和多重分形特征，對(duì)菌落分形特征與菌種性能的相關(guān)性進(jìn)行了系統(tǒng)分析。以多重分形特征為依據(jù)設(shè)計(jì)的分類器，可以用于優(yōu)良菌種的自動(dòng)識(shí)別，速度快，與人工分離篩選的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合[3]。但大腸桿菌的分形特征尚未有報(bào)道。蒼耳子是寧都黃雞原產(chǎn)地（江西贛州）常見易得的一種野生中草藥，其主要含有水溶性苷類、倍半萜內(nèi)酯類、揮發(fā)油類、脂肪油類、酚酸類及其他化合物，藥理作用有降血糖、抗過敏、抗菌、抗炎、鎮(zhèn)痛、抗腫瘤的作用[4]。本文運(yùn)用分形理論研究蒼耳子對(duì)寧都黃雞盲腸大腸桿菌菌落特征的影響，為進(jìn)一步研究大腸桿菌在雞體內(nèi)的致病規(guī)律打下基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)動(dòng)物

本試驗(yàn)中95日齡寧都黃雞由興國豐硒農(nóng)業(yè)有限公司提供。試驗(yàn)前隨機(jī)選取20只試驗(yàn)雞禁食36h，自由飲水。

1.2樣品采集與分離

將60只雞分成3組，空白組10只，試驗(yàn)組5組（分別飼喂日糧中添加蒼耳子0.5%、1%、1.5%、2%）?？瞻捉M飼喂正常未添加任何中藥與抗生素的全價(jià)配合日糧，試驗(yàn)組飼喂按比例加入蒼耳子的日糧，連續(xù)飼喂7d。采集盲腸內(nèi)容物。記錄樣本重量，-70°C保存;經(jīng)充分研磨，加入PBS混洗靜置，收集過濾產(chǎn)物沉淀10min，取上清1.5mL的過濾液離心（4000r，6min）。取沉淀物，加入1mLPBS，振蕩混勻。

1.3大腸桿菌培養(yǎng)

將制備好的混懸液分別培養(yǎng)在PDA平板中，于37°C溫度下培養(yǎng)7d，每個(gè)處理設(shè)5個(gè)重復(fù)。

1.4菌落測(cè)量

用掃描儀掃描后，輸出各個(gè)處理的菌落圖形，所得圖形進(jìn)行以下測(cè)量：①按常規(guī)方法測(cè)量菌落直徑（cm）。②用計(jì)盒法測(cè)量菌落圖形，以M（mm）為邊長(zhǎng)的正方形格覆蓋各菌落圖形，測(cè)得圖形覆蓋的非空方格數(shù)N（M），每個(gè)邊長(zhǎng)重復(fù)測(cè)量3次，取平均值。每個(gè)處理測(cè)3～5個(gè)菌落。對(duì)不同Mi（i=1，……m，將得到m個(gè)不同N（m）值。設(shè)N-M-D，則用最小二乘法對(duì)（lnM1，lnN（M））作一元線性回歸，回歸直線斜率的負(fù)值即為分形維數(shù)D（1<D<2）。

2結(jié)果與分析

2.1菌落分形特征

圖1分別為大腸桿菌在不同處理組中方格邊長(zhǎng)M和方格數(shù)N（M1）的雙對(duì)數(shù)關(guān)系圖，可知其均有明顯的線性關(guān).系。在不同處理組的相關(guān)系數(shù)均很高，達(dá)98%以上，見表1。因此，大腸桿菌的菌落在各處理組下都有明顯的分形特征，按分形理論計(jì)算要求，菌落分形度量可用計(jì)盒法進(jìn)行，所得數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，可準(zhǔn)確反映菌落的分形特征。

2.2大腸桿菌在不同處理中的菌落分形維數(shù)

大腸桿菌菌落的分形維數(shù)隨著處理組蒼耳子濃度的提高而逐漸降低，見圖2。分形維數(shù)的變化趨勢(shì)與菌落的發(fā)展一致。由此趨勢(shì)可判斷，隨著蒼耳子濃度的增加，大腸桿菌的增長(zhǎng)繁殖受抑制，其菌落發(fā)育越慢，分形維數(shù)降低，見圖3。

2.3分形維數(shù)與菌落直徑

不同分組的菌落，其分形維數(shù)與菌落直徑的大小密切相關(guān)。但菌落的分形維數(shù)并不都與菌落直徑呈正相關(guān)，如1.5%與2.0%組分形維數(shù)呈顯著性減小，而直徑變化不顯著。由此可判斷，當(dāng)用菌落直徑不能反映出2種真菌的菌落特征時(shí)，可用分形維數(shù)進(jìn)行比較，雖然菌落的形狀基本是有規(guī)律的，但并非完全符合歐氏幾何中的規(guī)則形狀，因此用分形維數(shù)結(jié)合菌落直徑量化菌落特征比傳統(tǒng)方法更科學(xué)，更能反映特殊性差異。

3討論與結(jié)論

本試驗(yàn)通過對(duì)添加蒼耳子各處理組的寧都黃雞盲腸中大腸桿菌菌落分形維數(shù)的計(jì)算，表明隨著蒼耳子添加量的增加，盲腸中大腸桿菌的量呈減少趨勢(shì)，分形維數(shù)隨日糧添加蒼耳子的量變化而變化，隨著蒼耳子添加量的增加，分形維數(shù)變小。在所有處理組中，不同處理組的大腸桿菌的分形維數(shù)不同，說明分形維數(shù)受大腸桿菌生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境中蒼耳子所含抗菌消炎成份影響較大。不同處理組的菌落分形維數(shù)還與菌落直徑有關(guān)。大腸桿菌在不同處理組中其分枝特性與發(fā)育速度有差異，僅用菌落直徑大小不能準(zhǔn)確反映差別。在本試驗(yàn)中，分形維數(shù)能很好地反應(yīng)菌落在不同蒼耳子添加水平下的生長(zhǎng)發(fā)育差異。因此，日糧中添加蒼耳子能有效抑制寧都黃雞消化道大腸桿菌的增長(zhǎng)與繁殖，用分形維數(shù)的方法可有效定量描述大腸桿菌的菌落的差異特征。

參考文獻(xiàn)

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