По морфологическим признакам различные виды и биотипы бруцелл неотличимы друг от друга. Это очень мелкие микроорганизмы со свойственным им полиморфизмом. В микроскопических препаратах они могут встречаться одновременно в шаровидной, овоидной и палочковидной формах.Н. Н. Островская (1961) отмечает, что у бактерий Вr. abortus и Вr. suis преобладают удлиненные, а у Вr. тelitensis - кокковидная формы. Чаще всего в препарате наблюдается беспорядочное расположение одиночных бактерий, но иногда они располагаются в виде цепочки или попарно. Размер клеток колеблется от 0,3 до 0,6 мк для кокковых и от 0,6 до 1,5 мк для удлиненных форм.
Бруцеллы не обладают подвижностью, не образуют спор. При некоторых условиях у них может появляться капсула (Нuddleson, 1943; Н.Д. Анина-Радченко, 1954; Н.Н. Островская и Э.Н. Князева, 1957). Бруцеллы сходны между собой по субмикроскопическому строению клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы и нуклеоида и не имеют принципиальных отличий в этом отношении от других грамотрицательных бактерий (Н.Н. Островская, 1972).
Бруцеллы окрашиваются всеми анилиновыми красителями: при окраске по Романовскому приобретают нежно-фиолетовый цвет; по Граму не красятся. Предложены дифференциальные способы окраски бруцелл, которые основаны на свойстве этих бактерий сохранять первичную окраску при переокрашивании препарата другими контрастными красителями. Большое распространение получил простой способ дифференциальной окраски по Е.В. Козловскому (1936). Техника окраски по этому способу сводится к следующему. Высушенные на воздухе препараты фиксируют на пламени и окрашивают 2-процентным водным раствором сафранина с подогреванием до появления пузырьков; затем препарат промывают водой и дополнительно окрашивают 0,75-1-процентным водным раствором малахитовой зелени в течение 0,5-1 мин. Бруцеллы сохраняют красный цвет, а другие бактерии и тканевые клетки окрашиваются в зеленый цвет.
Выращивание культуры бруцелл удается на обычных, применяемых для культивирования бактерий питательных средах, имеющих нейтральную или слабощелочную реакцию (рН 6,8-7,2). Рост получают в аэробных условиях при температуре 37°. Некоторые виды и биотипы бруцелл для своего роста, особенно в первых генерациях при выделении от естественно больных животных, требуют повышенной концентрации (5-10%) СО2 в атмосферном воздухе.
По сравнению с другими гетеротрофными бактериями бруцеллы более требовательны к питательным средам. Поэтому для первичного выделения и дальнейшего культивирования этих бактерий рекомендованы специальные питательные среды. С этой целью успешно используются печеночные и мясо-печеночные среды, особенно с добавлением глицерина (2%) и глюкозы (1%). С несомненным успехом применяется разработанная Н.В. Плоскиревым сухая среда "Д", основу которой составляют рыбный и дрожжевой гидролизаты. По данным автора и других исследователей (Н.Н. Островская и А.А. Голубева, 1958), среда "Д" имеет некоторые преимущества перед печеночной средой. Хорошие результаты получали при культивировании бруцелл на картофельной среде (Нuddleson, 1943; В.Е. Корнеева, 1949 и другие) и на среде Альбими.
Объединенный Комитет экспертов ФАО/ВОЗ по бруцеллезу (1970) для первичного выделения и для дальнейших пересевов культур бруцелл рекомендует такие основные среды: сывороточно-декстрозный агар; картофельный агар плюс сыворотка; триптикозно-соевый и триптозный агар; кровяной агар (5% овечьей крови в агаре основной среды).
Для выделения культур бруцелл из загрязненных посторонней микрофлорой материалов рекомендуется пользоваться этими же средами после добавления к ним не мешающих росту бруцелл антибиотиков: полимиксина, бацитрацина, циклогексамида, актидиона.
Изготовленная питательная среда может быть признана пригодной только в том случае, если на ней наблюдается рост большинства штаммов бруцелл при малом (5-10 микробных клеток) инокуляте.
Некоторые исследователи изучали потребность бруцелл в источнике азота и дополнительных факторах роста. О.В. Кондратьева и В.М. Степанов (1968, 1969) сделали вывод, что рост бруцелл обеспечивается при наличии в среде только 6 аминокислот: глютаминовой, L-аланина, лизина, метионина, гистидина, цистеина. Важнейшим источником азота, по их мнению, являются глютаминовая кислота и цистеин. Подчеркивается также потребность бруцелл в комплексе витаминов группы В (В1 В2, В6) и в никотиновой кислоте. Витамин А необходим для роста только некоторых штаммов бруцелл.
Для бруцелл характерен замедленный рост, особенно первых генераций культуры. Поэтому посевы материалов, взятых от естественно зараженных животных, следует выдерживать в термостате до 4-5 недель, если не получен рост в более ранние сроки. На хорошо подобранной среде лабораторные штаммы бруцелл дают обильный рост через 24-48 часов.
При посеве бруцелл из густой взвеси бактерий на скошенный агар образуется нежный с маслянистым блеском прозрачный слой, который постепенно грубеет, мутнеет, становится менее прозрачным и приобретает серый с голубоватым оттенком цвет. Почти такие же изменения наблюдаются при посеве бруцелл штрихом.
В посевах на бульон наблюдается постепенное равномерное помутнение среды. При длительном пребывании бульонной культуры в термостате на дне сосуда образуется рыхлый осадок, а на поверхности среды медленно образуется пристеночное кольцо или кольцо и пленка.
При разреженном посеве на агаровые пластинки в чашках Петри бруцеллы обычно растут в виде круглых, выпуклых, слегка прозрачных колоний с ровным краем. Поверхность колоний гладкая, с маслянистым блеском. При удлинении периода роста колонии становятся менее прозрачными.
Неnrу (1933), Нuddleson (1952), Раrnas и Сhodkowski (1959), П.Н. Жованик (1972) изучали колонии бруцелл под микроскопом при боковом освещении (техника этого исследования приводится в главе "Изменчивость бруцелл"). При этом освещении удалось обнаружить, что культуры бруцелл нередко бывают неоднородными (гетерогенными) по составу клеток. Клетки S-формы образуют круглые выпуклые колонии с ровными краями. При боковом освещении они имеют гладкую или нежно-зернистую поверхность и серо-голубое с зеленым оттенком свечение. На этом фоне выделяется небольшой красновато-желтый центр колонии. Спонтанно возникающие в процессе популяционной изменчивости клетки R-, М - или иной формы образуют колонии, которые резко отличаются от колоний S-формы, особенно по характеру свечения.
Культуры бруцелл хорошо сохраняются на твердых питательных средах при пересеве их через каждые 30-45 дней. Лучше хранить эти культуры в высушенном виде. При высушивании используют среду, содержащую 1,5% желатины и 10% сахарозы, растворенных в дистиллированной воде. Хранят высушенную культуру в хорошо запаянных ампулах без доступа воздуха при температуре 7°.