菌株来源与保藏信息
大肠埃希菌 K-12 MG1655 ATCC 700926(Escherichia coli K-12 substr. MG1655)是 ATCC 保藏的一株非致病性大肠埃希菌 K-12 亚株标准菌株,BSL-1。该菌株的基因组于 1997 年由 Blattner 团队完成全基因组测序(GenBank: U00096.3)——是大肠埃希菌 K-12 的参考基因组,也是分子生物学领域被引用最多的原核基因组之一。MG1655 的基因组为 4.64 Mb 单环状染色体,编码约 4,300 个基因。ATCC 700926 与野生型 K-12(如 ATCC 10798)的核心区别是经过了 F⁻ λ⁻ rph-1 的最小限度遗传修饰——rph-1 突变导致嘧啶合成途径中乳清酸核苷酸脱羧酶活性的轻微降低(但嘧啶可以在丰富培养基中补偿)。对分子克隆和系统生物学研究而言——700926 是野生型 K-12 的最洁净参考株。
杭州康氧以 ATCC 原装 0 代冻干粉形式提供,附 ATCC 检测报告(COA),含批号信息。
生物学特性
| 特征 | ATCC 700926 (MG1655) 表现 |
| 革兰染色 | 阴性杆菌——直杆状 |
| 氧化酶 | 阴性 |
| 乳糖发酵 | 阳性——MacConkey 上粉红色菌落 |
| 基因型 | F⁻ λ⁻ rph-1 ilvG⁺——无 F 质粒、无 λ 原噬菌体、嘧啶缺陷弱突变 |
| 运动性 | 周鞭毛运动阳性 |
| 基因组 | 4.64 Mb 环状染色体、4,288 蛋白编码基因——1997 首次完整测序 |
| 对抗生素敏感 | 氨苄西林、卡那霉素、氯霉素均敏感——可用于抗生素筛选标记的克隆实验 |
| 血清型 | O16:K-:H48——非致病性(无致病岛) |
| 倍增时间 | 约 30 min(LB 肉汤 37°C) |
| 菌落形态 | LB 琼脂上乳白色光滑菌落——37°C 过夜培养直径 2-3 mm |
MG1655 的 F⁻ 和 λ⁻ 基因型是其作为克隆宿主的核心优势——F 质粒携带的 tra 基因在接合转移中导致 F⁺ 菌株将质粒传给受体菌——使用 F⁺ 菌株做蛋白表达宿主可能污染表达质粒的 tra 稳定性。λ⁻ 确保 λDE3 溶源化步骤(受体菌→携带 T7 RNA 聚合酶基因的重组 λ 溶源菌)不受内源性 λ 原噬菌体的干扰——这是 MG1655 作为表达宿主菌构建平台的核心价值。
培养条件与保藏
常规培养
| 参数 | 推荐条件 |
| 固体培养基 | LB 琼脂、TSA、M9 最低盐琼脂(合成生物学——验证营养缺陷型) |
| 液体培养基 | LB 肉汤、M9 最低盐培养基(± 葡萄糖/甘油/乙酸盐碳源) |
| 温度 | 37°C(标准培养);30°C(质粒稳定性优化——部分载体在 37°C 下复制过度导致质粒丢失率上升) |
| 培养时间 | 12-16 h(LB 过夜培养);至 OD600 = 0.4-0.6(对数期——感受态细胞制备的最佳收获点) |
保藏条件
| 保藏方式 | 条件 | 期限 |
| LB 斜面(4°C) | 封口膜密封 | 1-2 月 |
| LB + 15% 甘油(-70°C) | 冻存管液氮速冻 | 2 年以上 |
| 冻干粉(4°C) | 原装密封 | 见 ATCC 检测报告 |
冻干粉复苏步骤
- 在生物安全柜中开启冻干粉西林瓶。
- 用无菌注射器加入 0.3-0.5 mL LB 肉汤,轻轻旋转重悬。
- 划线至 LB 琼脂平板,37°C 孵育过夜(12-16 h)。
- 复苏后挑取单菌落接种 LB 肉汤——37°C 摇菌至 OD600 0.4-0.6——验证生长曲线与预期倍增时间(≈30 min)一致。取部分菌液制备感受态细胞(CaCl₂ 法或电转化法)——验证转化效率 ≥ 10⁶ CFU/μg pUC19 DNA——合格后方可投入常规使用。
质控应用
分子克隆宿主菌——实验室标配
ATCC 700926 (MG1655) 是野生型 K-12 的最洁净参考株——可用于(1)作为 λDE3 溶源化的受体菌——构建自身 BL21(DE3) 表达宿主;(2)用于 CRISPR-Cas9 基因组编辑的亲本菌株——F⁻ λ⁻ 的最小修饰背景确保了脱靶效应的非基因型影响最小;(3)系统代谢工程中作为代谢网络模型的底盘菌——其基因组注释(EcoCyc 数据库)是大肠埃希菌中注释最完整、最精确的。在构建 DNA 文库或蛋白表达菌株前——应首先以 MG1655 做转化效率对照组。
抗生素筛选标记验证
MG1655 对氨苄西林、卡那霉素、氯霉素、四环素和链霉素均为敏感——可在 LB 琼脂中添加对应抗生素验证各筛选标记的功能性。工作浓度:氨苄西林 100 μg/mL、卡那霉素 50 μg/mL、氯霉素 25 μg/mL、四环素 12.5 μg/mL——在此浓度下 MG1655 应完全抑制(无生长)。每批次抗生素平板配制后应以 MG1655 + 携带对应抗性基因的质粒转化株做两组对照——MG1655 无生长、转化株正常生长——双株验证合格。
常见问题
Q: MG1655、DH5α、BL21——三者该选哪个?
MG1655 = 野生型 K-12 洁净株——适合基因组编辑、代谢工程底盘、系统生物学对照。DH5α = 克隆宿主——recA1/endA1 突变使质粒保持单体超螺旋状态、重组率极低——适合文库构建和质粒扩增。BL21 = 蛋白表达宿主——lon/ompT 双突变减少蛋白降解——适合 T7 表达系统生产重组蛋白。三者互补:实验设计→DH5α 中克隆→MG1655 中系统验证→BL21 中表达。
Q: MG1655 的 rph-1 突变会影响实验吗?
rph-1 导致嘧啶合成途径中 pyrE 基因上游的弱化子元件的 82 bp 缺失→pyrE 转录效率下调至野生型的约 30%。在 LB 或 TSB 等丰富培养基中——外源性嘧啶补偿此缺陷——菌株生长速率与野生型无差异。在 M9 最低盐培养基中——若以葡萄糖为单一碳源且不补充尿嘧啶(100 mg/L)——MG1655 的迟缓期比野生型 K-12 长 1-2 h——最终 OD 低约 10%。设计最低盐培养基实验时应补充尿嘧啶或在数据分析中计入此延迟。
Q: 冻干粉复苏后转化效率低怎么办?
MG1655 冻干粉复苏后第一代的细胞壁完整性可能低于连续传代的活力菌株——CaCl₂ 化学转化法对膜完整性的依赖高于电转化法。建议:CG1655 复苏后先传代 1-2 次恢复细胞壁完整性——取第二代对数期培养物制备感受态细胞。若使用电转化法——复苏后直接制备电转化感受态细胞(10% 甘油洗涤 3 次)即可——电穿孔绕过 CaCl₂ 热激步骤对膜流动性的依赖。
订购信息
| 产品名称 | 大肠埃希菌 K-12 MG1655 标准菌株 |
| 拉丁名 | Escherichia coli K-12 substr. MG1655 |
| 保藏中心编号 | ATCC 700926 |
| 参考信息 | F⁻ λ⁻ rph-1 / 基因组参考株 / 4.64 Mb 完整序列 / GenBank U00096.3 |
| 产品形式 | 冻干粉(0 代原装),附 ATCC 检测报告 |
| 存储条件 | 2-8°C 避光保存 |
如需批量订购或技术咨询,请联系杭州康氧医疗器械有限公司。
参考资料
- Blattner FR et al. (1997): The complete genome sequence of Escherichia coli K-12 — Science 277(5331):1453-1462
- ATCC 官网:Escherichia coli 700926 (MG1655) 产品页与检测报告(COA)
- EcoCyc Database: Escherichia coli K-12 substr. MG1655 — SRI International
- Guyer MS et al. (1981): Identification of a sex-factor-affinity site in E. coli as gamma-delta — Cold Spring Harbor Symposia
- Jensen KF (1993): The Escherichia coli K-12 wild types W3110 and MG1655 have an rph frameshift mutation — Journal of Bacteriology
- Baba T et al. (2006): Construction of Escherichia coli K-12 in-frame single-gene knockout mutants: the Keio collection — Molecular Systems Biology
技术免责声明:本文技术参数来源于公开发表的 ATCC 官方产品信息及相关标准文件,仅供实验室专业人员参考。杭州康氧医疗器械有限公司对因使用本文信息产生的任何后果不承担责任。如需技术咨询或产品订购,请联系杭州康氧医疗器械有限公司。