工业微生物菌种的选育

工业微生物菌种得分离与筛选来源:青岛海博一、微生物工业对菌种得要求(一)、微生物工业得生产水平由三个要素决定:生产菌种得性能、发酵及提纯工艺条件、生产设备。

其中生产菌种得性能就是最重要得因素。

(二)、微生物工业对菌种得要求就是:(１)菌株高产,在较短得时间内发酵产生大量发酵产物得能力;(２)在发酵过程中不产生或少产生与目标产品相近得副产品及其她产物;(3)生长繁殖能力强,较强得生长速率,产孢子得菌种应该具有较强得产孢子能力;(4)能够高效地将原理转化为产品;(５)能利用广泛得原材料,并对发酵原料成分得波动敏感性小;(６)对需要添加得前体物质有耐受能力,并且不能将这些前体物质作为一般碳源利用;(7)在发酵过程中产生得泡沫要少;(8)具有抗噬菌体得能力;(9)遗传稳定性,二、工业用微生物菌种得来源及选育(一)微生物菌种得来源一般通过以下几个途径收集菌种、采集样品与分离筛选:(1)就是根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买;(２)从大自然中采集样品分离;(3)从一些发酵制品中分离筛选目得菌株、当前发酵工业所用菌种总趋势就是从野生菌转向变异菌,自然选用转向代谢育种,从诱发基因突变转向基因重组得定向育种。

(二)微生物工业菌种得分离1、野生菌株得分离、筛选过程(１)新菌种分离与筛选得步骤菌种分离得流程如下:标本采集→标本材料得预处理→富集培养→菌种初筛→菌种复筛→性能鉴定→菌种保藏①采样采样季节:以温度适中,雨量不多得秋初为好。

采土方式:在选好适当地点后,用小铲子除去表土,取离地面5—1５cm处得土约10g,盛入清洁得牛皮纸袋或塑料袋中,扎好,标记,记录采样时间、地点、环境条件等,以备查考。

为了使土样中微生物得数量与类型尽少变化,宜将样品逐步分批寄回,以便及时分离、②标本预处理④纯种分离:采用划线分离法、稀释分离法等纯化方法获取单菌落、⑤高产菌株得筛选:这一步就是采用与生产相近得培养基与培养条件,通过三角瓶得容量进行小型发酵试验,获得适合于工业生产用菌种。

第一章菌种选育第一节工业常用微生物及要求一、常见微生物（一）细菌（bacteria）发酵工业中常用的细菌主要是杆菌,主要有：醋杆菌属（Acetobacter）乳杆菌属（Lactobacillus）杆菌属（Bacillus）:α-淀粉酶，蛋白酶，肌苷、鸟苷等核苷。

其中最为重要的是枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）短杆菌属（Brevibacterium）：谷氨酸棒杆菌属（Corynebacterium）：谷氨酸（二）放线菌（actinomyces）属原核微生物（有菌丝体，无横隔，不具完整的核。

）最大的经济价值在于产生多种抗生素（antibiotic）。

链霉菌（Streptomyces）：红，金，土，氯，链霉素小单孢菌属（Micromonospora）：庆大霉素（三）霉菌（mould）亦称丝状真菌（不是分类学上的名词，凡在营养基质上形成绒毛状，网状或絮状菌丝的真菌统称霉菌。

）1.曲霉属（Aspergillus）黑曲霉（A. niger）产蛋白酶，淀粉酶，果酸酶，变异菌株产柠檬酸米曲霉（A. oryzae）产淀粉酶，蛋白酶，酿酒的糖化曲和酱油曲黄曲霉（A. flavus）产黄曲霉毒素米曲霉和黄曲霉均为半知菌。

2.青霉属（Penicillum）：例如桔子上的绿色斑点桔青霉（P. citrinum）：产生5’－磷酸二酯酶，降解核糖核酸为四个单核苷酸。

3.根霉属（Rhizopus）接合菌米根霉（R. oryzae）华根霉（R. chinensis）酒药和酒曲中含有米根霉或华根霉。

4.红曲霉属（Monascus）淀粉酶，麦芽糖酶，蛋白酶，柠檬酸等。

可生产食用红色素。

（四）酵母（yeast）单细胞真核微生物，低等真菌。

①酵母属（Saccharomyces）啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）②假丝酵母属（Candida）产朊假丝酵母（Candida utilis）生产饲料酵母，其蛋白质和维生素含量都比啤酒酵母高。

《微生物菌种选育实验》是一门涉及食品理化分析、微生物学实验且由学生自行设计实验方案的综合性、设计性实验课程，集中三周时间开课。

一、实验目的通过本环节训练，加深对发酵工程上游技术中菌种筛选的认识；学会常规选种方法；掌握微生物诱变育种的方法；掌握常规工业微生物菌种保藏法；树立科学认真仔细的态度，培养科研协作精神。

二、实验内容实验一工业微生物菌种分离根据一定的生产目的如产酶、产酸、产酯等，建立不同的筛选模型，并从特定的样品如曲药、酸乳、土壤中筛选出高产适宜的菌株。

1、分离培养基的配制2、无菌器材的准备3、菌悬液的制备4、接种5、培养6、初步鉴定(1) 菌落形态(2) 个体形态7、斜面接种培养实验二工业微生物菌种复筛通过摇瓶培养对实验一所得的菌株的生产性能进行精确的定量测定。

1、发酵培养基的配制；2、目的菌株的摇瓶培养；3、发酵液的生理活性测定。

实验三微生物的诱变育种用紫外线对实验一所得的高产菌株进行诱变，并测定诱变后的菌株的生产能力。

1、单细胞(或单孢子) 悬液的制备；2、致死曲线的测定；3、诱变处理；4、初筛；5、复筛；6、菌种保藏。

三、实验要求1．学生自行设计具体实验方案，在教师指导下由学生自主完成实验。

2．实验结束后，要求学生完成一篇微型小论文。

论文的撰写应本着实事求是的原则，对所做实验过程和数据进行认真、严格的记录和处理，并进行独立分析，不得抄袭他人的数据。

四、考核办法1、考核内容：实验方案、实验态度、操作技能、实验报告等。

2、考核办法：按照实验方案、实验态度、操作技能、实验报告等内容综合考核学生，得到学生该门实验课程的成绩。

成绩考核采用优秀、良好、中等、及格、不及格五级记分制。

3、考核标准：以实际操作技能和分析解决问题的技能为主，实验考核内容各单项所占分数比例为实验方案20%、实验态度10%、操作技能40%、实验报告30%。

微生物菌种选育概述微生物的菌种对进行微生物工作来讲是非常重要的。

没有“种”无法进行微生物的科学研究；没有良种，不能进行发酵工业的生产。

选育菌种的方法一、引言菌种的选育是微生物学研究中的重要环节，它对于促进农业、食品工业、医药领域的发展具有重要意义。

本文将介绍一些常用的选育菌种的方法，包括传统的筛选方法和基于分子生物学的筛选方法。

二、传统的筛选方法1. 随机筛选法随机筛选法是最常用的菌种选育方法之一。

其步骤包括：从自然环境中收集样品，如土壤、水体等，将样品制成适宜的培养基，然后进行培养。

在培养过程中，通过观察菌落的形态、颜色、生长速度等特征，筛选出具有特殊性状或功能的菌株。

2. 生理选育法生理选育法是根据菌株的生理特性进行选育的方法。

通过调节培养条件，如温度、pH值、氧气浓度等，筛选出适应特殊环境的菌株。

例如，有些菌株能够在高温或低温环境中生长，有些菌株能够在酸性或碱性环境中生长，这些菌株可以被应用于相关领域。

3. 抗性筛选法抗性筛选法是利用抗生素或其他抑制性物质来筛选菌株的方法。

通过将菌株培养在含有抗生素或抑制性物质的培养基上，只有具有抗性的菌株才能够生长并形成菌落。

这种方法可以筛选出具有抗生素抗性、耐酸碱或耐高温的菌株。

三、基于分子生物学的筛选方法1. PCR筛选法PCR筛选法是利用聚合酶链反应(PCR)技术来筛选菌株的方法。

通过设计特异性引物，扩增目标基因片段，然后通过电泳分析扩增产物，筛选出具有特定基因的菌株。

2. 基因克隆筛选法基因克隆筛选法是将目标基因插入表达载体中，然后转化到宿主菌中，通过观察宿主菌的表型变化来筛选菌株。

例如，将具有抗性基因的载体转化到宿主菌中，只有转化成功的菌株才能够生长在含有抗生素的培养基上。

3. 荧光筛选法荧光筛选法是利用荧光蛋白标记目标基因，通过观察菌株产生的荧光信号来筛选菌株。

例如，将荧光蛋白基因与目标基因融合，将融合基因转化到宿主菌中，通过观察菌株产生的荧光信号来筛选具有目标基因的菌株。

四、总结菌种的选育是微生物学研究中不可或缺的一环。

传统的筛选方法包括随机筛选法、生理选育法和抗性筛选法，它们通过观察菌株的形态、生长特性和抗性等来筛选菌株。

理想的工业发酵菌种应符合以下要求：⑴遗传性状稳定⑵生长速度快，不易被噬菌体等污染⑶目标产物的产量尽可能接近理论转化率⑷目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离⑸尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量并且有利于产物分离⑹培养基成分简单、来源广、价格低廉⑺对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感⑻对溶氧的要求低，便于培养以及降低能耗一、从自然界获得新菌种的步骤分离微生物新种的具体步骤大体可分为采样、增殖、纯化、性能测定。

采样菜园和耕作层土壤是有机质较多的土层，常以细菌和放线菌为主；果园数根土层中，酵母菌含量较高；动植物残体及霉腐土层中，分布着较多的霉菌。

豆科植物根系土中，往往存在根瘤菌；河流湖泊的淤泥中能分离到产甲烷菌；油田和炼油厂周围土层中常见分解石油的微生物等。

各种水体也是工业微生物菌种的重要来源，许多具有光合作用能力的微生物以及兼性或专性厌氧微生物都能从各种水体中筛选得到。

增殖才采集的样品中，一般待分离的菌种在数量上并不占优势，为提高分离的效率，常以投其所好和取其所抗的原则在培养基中添加特殊的养分或抗菌物质，使所需菌种的数量相对增加，这种方法称为增殖培养或富集培养。

纯化常用的菌种纯化方法很多，大体可将它们分为两个层次，一个层次较粗放，一般只能达到“菌落纯”的水平，从“种”的水平来说是纯的，其方法有划线分离法，涂布分离法和稀释分离法。

另一层次是较为精细的单细胞或单孢子分离法，它可达到细胞纯即“菌株纯”的水平。

具体操作方法很多，最简便的方法是利用培养皿或凹玻片等分离小室进行细胞分离。

也可以利用复杂的显微镜操作装置进行单细胞挑取。

性能测定菌种性能测定包括菌株的毒性试验和生产性能测定。

二、基因突变和微生物菌种选育基因是在生物体内具有自主复制能力的遗传功能单位，是一个具有特定核苷酸顺序的核酸片段，每个基因约有1000个碱基对。

基因是合成有功能的蛋白质多肽链或RNA所必需的全部核酸序列（通常是指DNA序列）。

如何选育微生物高产菌株要选育出一株可以应用于工业生产的高产菌株大概的方法有：常规育种法，诱变育种法，基因工程育种法和代谢控制育种法。

无论是那一种方法，都是以微生物的基因发生突变为育种的基础，只有微生物的基因发生了有利于工业生产的突变才有可能选育出高产的菌株。

事实上在选育某种高产微生物菌株的过程中，不同的育种方法常常是结合在一起发挥作用的。

目的性强、劳动强度低、效果显著是我们的育种原则。

目的性强，就是指我们做的一切工作都要围绕着如何提高目的产物的产量来进行。

要利用微生物生产一种目的产物，首先就要对我们要生产的物质要有充分的了解，这就包括掌握目的产物的生理生化性质，组成结构，那些微生物会产生或可能产生这一物质，这些微生物会在哪里采集的到。

有可能的话还有必要了解微生物产生这种物质的代谢途径和必要的的一些代谢网络的信息。

只有这样才能在后面的菌种选育的过程中有目的性的选择合适的方法，使得所有的步骤和方法都是围绕着我们选育高产目的产物的菌株而服务的。

劳动强度低，就是在掌握了菌种选育的必要信息之后，要对选育高产菌种的选育方案进行优化设计，从而使选育工作的劳动强度降低。

这一步骤是很有必要的，只有在确定了一个好的选育的方案以后，后续的选育工作才有保证。

实验方案的优化设计还是要基于前面的信息准备，要有针对性的设计实验方案。

在这里很大程度要依赖代谢控制发酵的原理和思路来对所要选育的高产菌株进行选育方案的设计。

虽然菌种选育的大致框架都差不多，但是能不能选育出某一高产菌株还是要看有没有一个有很强针对性的筛选思路，这样就可以减少不必要的工作，降低菌种选育的劳动强度。

效果显著，就是选育出的菌株确实是提高了产量的菌株。

这是检验一个育种试验设计是否正确和高效的最直接的标准。

在这一环节中要求要有一个快速高效的筛选机制，如果没有一个好的筛选高产菌株的方法，就算在正确的育种思路指导下，菌株发生了正向的突变，筛选不出来前面的努力也是白费。

工业菌种的选育方法
1. 自然选育可别小瞧呀！就像在茫茫人海中找那个最特别的人一样。

比如说在一堆野生菌中，找出那个具有独特优良性状的菌种，不就是在自然中寻宝嘛！这种方法简单直接，有时候还真能有意外惊喜呢。

2. 诱变选育那真是相当厉害呢！就像给菌种来了一场大变身的魔法。

就好比给小麦菌种进行诱变，让它产生新的特性，这不就是在创造奇迹嘛！
3. 杂交选育就像是一场菌种的联姻呀！把两个优秀的菌种结合在一起，期望诞生出更棒的后代。

比如把一个高产的菌种和一个抗逆性强的菌种杂交，说不定就能得到一个完美的“宝宝”呢！
4. 基因工程选育简直酷到没朋友呀！这就像是直接对菌种的基因进行雕琢。

像科学家们改造大肠杆菌的基因，让它能够生产药物，这多神奇呀！
5. 原生质体融合选育多有趣呀！就如同让两个菌种打破隔阂，融合在一起。

想象一下把两种不同特性的微生物通过这种方法融合，那会带来怎样的新奇变化呢！
6. 筛选和鉴定选育那可是关键步骤呀！就如沙里淘金一样。

从大量的菌种中仔细甄别，找出那个真正的“金子”。

比如在一堆工业菌种里，一点点地筛选鉴定出最符合要求的那个，这得需要多大的耐心和智慧呀！
我觉得这些工业菌种的选育方法都各有特点和优势，在不同的场景下都能发挥重要的作用呢！为我们的工业生产带来了巨大的帮助呀！。