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  提到微生物,你第一时间会想起什么?是致人死亡的疾病,还是有益于肠道健康的菌群?在科学家的眼中,微生物有了另一个用途:“画画”的好材料。   色彩绚丽的嫦娥奔月图、春夏秋冬四季景色……近日,沈阳药科大学生命科学与生物制药学院的学生们在老师的指导下,以培养皿做画布,微生物做“颜料”,完成了一幅幅精美的艺术作品——其实,这些绚丽的色彩,是微生物自己“长”出来的。   别小看了这小小的微生物画作,它链接起了科学研究链条的两端,既能培养学生对学习本专业的兴趣,也可以在高大上的论文中扮演重要角色。
这些美图居然是微生物“长”出来的
2019年03月22日  作者:杨仑   编辑:chunchun   审核:刘纯  版面:B3

不同菌种产生不同颜色

  直径9厘米的培养皿、按照流程消毒后的实验器材、稀释后的土壤标本……准备好这些材料,可以开始绘制一幅“画作”了。近日,沈阳药科大学生命科学与生物制药学院举办了一场别开生面的画展:利用微生物作画。

  在培养皿里,各种不同的菌株摇曳多姿,或是呈现一片春花盛开的景色,或是模仿秋天落叶的一片金黄;除了景色,还有蒙娜丽莎,甚至校园的大门……红色的红球菌,黄色的黄杆菌,白色的芽孢杆菌,有绿色绒毛的青霉菌,还有能产生各种颜色色素的链霉菌等等微生物,将它们的艺术之美演绎得淋漓尽致。

  该校负责此次画展的穆老师介绍说,微生物作画的原理其实就是菌种的培养,从自然环境中找到合适的菌种,根据它们自身不同的颜色,利用无菌操作等方式,让菌种长成一幅漂亮的画。

  菌株想要变成一幅画,最大的难点是对“颜料”的提纯。一旦混入了其他细菌或者纯化程度不足,就无法取得预料之中的色彩。想要解决这个问题,就必须按照科学研究的规律和实验规范来进行操作。

  “实验室中各个步骤的无菌操作是对同学们的第一大要求。”沈阳药科大学生命科学与生物制药学院副院长、教授张怡轩介绍说,参加本次画展的每一位同学,都严格遵守了实验要求:首先,实验中使用的培养皿、竹签等都要先经121℃高温高压湿热灭菌30分钟才能使用;其次,操作前要先将工作台空间中的微生物紫外照射30分钟杀灭,操作过程中也要避免微生物的侵入;最后,工作台上一直要吹动过滤过的无菌风,同时燃着酒精灯形成无菌区域。在此三重无菌保障下,一幅幅美丽的作品才能诞生。

  从学习操作规范到挑选菌种、纯化培养,再到一个个带有颜色的斑点慢慢成长,最终变成一幅色彩斑斓的作品,前后共要花费一个多月的时间。“看着菌株一点点长大,最后按照我们的想法变成一幅画,这种感觉特别奇妙,充满了乐趣。”参赛选手、沈阳药科大学生物工程专业本科生王爽说。

小细菌背后的大学问

  细菌分为很多种类,如何选择有用的细菌,并对其进行处理,是整个微生物研究环节的第一步。以这次画展为例,绘画使用的“原材料”也就是细菌,主要来源于原始森林植物根部的土壤和部分中药材,许多菌种都是学生们暑假期间到大别山考察时带回来的。

  从大别山采集回来后,他们采用梯度稀释涂布法,将药用植物灵芝、天麻、西洋参等中药材的根际土壤进行处理;接下来通过三区划线法等方式进行纯化扩大,将每一种“颜料”单独挑出、层层分离、纯化、扩大,如此再三,才能得到各种单一颜色的“颜料”。

  那么,这些作品的图案是怎样形成的呢?

  细菌虽然个体微小,但生长总是比较规矩,菌种接种在哪里,它就生长在哪里,给它一道线条,它就变成一条“道路”,给它一片区域,它就变成一座“山峰”;而真菌个体相对较大,它的孢子能够到处飘扬而不可控,落在这里形成一朵,落在那里形成一片。于是,菌种一般被用来勾勒出线条,而真菌孢子则形成锦簇的“花团”,或者波涛汹涌的“云海”。

学会收集、分离和处理菌株

  对于亲手制作微生物作品的同学们来说,这次画展还有着更深层次的意义。“我们的初衷是希望让学生们学到更多知识,对科学研究产生兴趣,更可以让他们了解到科学研究究竟是如何进行的。”张怡轩说。

  张怡轩介绍说,收集、分离和处理菌株,本身就是该学院的一项重要工作。因为学院建设有沈阳药科大学药用物质资源库——微生物资源中心,主持了国家自然基金项目、科技部“自然科技资源平台——药用微生物资源中心”建设子课题,所保存的各类微生物菌种已达1万余株,共鉴定为280余属,1240余种。菌种来源于土壤、水体、洞穴、药用植物内生、肠道及各种极端环境,用于科学研究。

  “对菌种的筛选,其实就是微生物资源中心这些科研活动的一部分,通过这次画展,学生们既可以学到知识,对微生物学科产生兴趣,同时还能参与到深层次的科学研究中来,拥有很强的参与感。如果其中有人因此而愿意投身科研事业,更是一举多得。”张怡轩说。

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