功能微生物的筛选和育种
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微生物菌种的选育方法菌种选育Loremreferentibus(英语:Strain selection 日语:ひずみの选択法语:la sélection des souches 俄语:Штаммвыбор 德语:Stammselektion )微生物菌种是决定发酵产品的工业价值以及发酵工程成败的关键,只有具备良好的菌种基础,才能通过改进发酵工艺和设备以获得理想的发酵产品。
菌种用途广泛涉及食品、医药、工农业、环保等诸多领域。
自然选育自然选育的菌种来源于自然界、菌种保藏机构或生产过程,从自然界中选育菌种的过程较为复杂,而从生产过程或菌种保藏机构得到菌种的自然选育过程较为简单。
自然选育的步骤主要是:采样,增长培养,培养分离和筛选等。
采样筛选的菌种采集的对象以土壤为主,也可以是植物、腐败物品和某些水域等。
土壤是微生物的汇集地,从土壤中几乎可以分离到任何所需的微生物,故土壤往往是首选的采集目标。
微生物的营养需求和代谢类型与生长环境有很大关系。
富集培养由于采集样品中各种微生物数量有很大差异,若估计到要分离的菌种数量不多时,就要人为增加分离的概率,增加该菌种的数量,称为富集培养。
纯种培养尽管通过增长培养的效果很好,但是得到的微生物还是处于混杂状态,因为样品中本身含有许多种类的微生物。
所以,为了取得所需的微生物纯种,增殖培养后必须进行分离。
平板分离法由接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料,在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少,并逐步分散开来。
如果划线适宜的话,微生物能一一分散,经培养后,可在平板表面得到单菌落。
分离方法有三种:即划线分离法、稀释法和组织分离法。
稀释分离法在溶液中再加入溶剂使溶液的浓度变小。
亦指加溶剂于溶液中以减小溶液浓度的过程。
浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=稀溶液的质量×稀溶液的质量分数生产能力考察初筛一般通过平板稀释法获得单个菌落,然后对各个菌落进行有关性状的初步测定,从中选出具有优良性状的菌落。
第三章菌种的分离筛选● 1.菌种来源● 2.分离方法● 3.菌种保藏● 4. 菌种复壮典型的微生物新种分离筛选过程第一节菌种来源1.向菌种保藏机构索取有关菌株,从中筛选所需菌株。
国内主要菌种保藏机构:●AS—中国科学院微生物研究所●CMCC—中国医学细菌保藏管理中心●CVCC—兽医微生物菌种保藏管理中心●IA—中国医学科学院抗菌素研究所●IANP—华北制药厂抗菌素研究所●ID—中国医学科学院皮肤病防治研究所、●CAMS—中国医学科学院流行病学微生物研究所●IFFI—轻工业部食品发酵工业科学研究所等。
国外主要的菌种保藏机构●ATCC—美国标准菌种收藏所●NIH—美国国立卫生研究院●NRRL—美国农业部北方开发利用研究所●CMI—英联邦真菌研究所,CSH—美国冷泉港实验室●IAM—日本东京大学应用微生物研究所,IFO—日本大阪发酵研究所,KCC—日本科研化学有限公司,●NCTC—英国国立标准菌种收藏所●WB—美国威斯康星大学细菌学系等。
2.由自然界(土样、水、动植物体等)采集样品,从中进行分离筛选。
不可培养微生物是指目前尚不能实现人工培养的微生物。
原因可能为尚不了解该类微生物的营养需求和生长需要的理化环境。
目前人类认识和培养的微生物还不到其存在种类的1%。
3.从发酵制品中分离目的菌株。
如从酱油中分离蛋白酶产生菌,从酒醪中分离淀粉酶或糖化酶产生菌等。
采样过程(一)从土壤中采样要考虑土壤的有机质含量和通气状况、酸碱度和植被状况、地理条件和季节条件。
用采样铲采集5-25cm(北方干燥的土壤,采集10-30cm)土样10-25g,装入事先准备好的塑料袋内扎好,并编号,记录采集地点、土壤质地、植被名称、采集时间等。
土样采集后要尽快分离,否则可取3-4g撒到事先准备好的选择性培养基试管斜面,避免菌株因不能及时分离而死亡。
根据微生物生理特点采样1.根据微生物营养类型采样(1)微生物的营养要求和代谢类型与其生长环境有很大的相关性森林土壤富含纤维素,可分离纤维素酶产生菌;肉类加工厂附近和饭店排水沟的污水、污泥中,能分离到蛋白酶和脂肪酶产生菌;面粉加工厂、糕点厂、酒厂及淀粉加工厂等,容易分离到产生淀粉酶和糖化酶的菌株;从果园土和腐烂的柑橘、草莓及山芋中,容易分离到果胶酶产生菌。
微生物育种方法微生物育种是一种利用分离出的优良微生物株进行大规模培养、繁殖、筛选、改良和利用的技术。
其目的是生产高质量的微生物制品,应用于医药、农业、食品等领域。
在这篇文章中,我们将介绍微生物育种的方法。
一、微生物分离微生物育种的第一步是从样品中分离微生物。
样品可以是土壤、水、发酵物、动植物、人体等。
分离出的纯培养菌株需要为我们育种提供基础。
常用的分离方法有营养平板法、液体培养法、罐培养法、过滤法等。
营养平板法是最常用的方法,也是最简单的方法。
将样品溶于适当的缓冲液中,均匀涂于富含营养物质的琼脂平板上,在约37°C下培养一段时间,观察并选出菌落形状、大小、颜色等有特色的菌株。
二、微生物培养分离出的微生物菌株需要在适当的培养基上进行培养和繁殖。
不同的菌株需要不同的培养条件,包括温度、pH值、营养成分、氧气含量等。
微生物常用的培养基有营养琼脂、液体培养基、浅层培养、胶粒培养和凝胶孔板培养等。
营养琼脂是最常用的培养基,也是最常见的固体培养基。
在培养微生物的过程中,菌株需要定期转接到新的培养基中,以保证其生长条件的稳定性和细胞数量的增加。
三、微生物筛选微生物筛选是微生物育种的重要步骤之一。
它是对分离出的微生物群体进行系统培养和筛选,从中选择出具有优异特性的微生物株。
微生物的筛选通常从微生物对营养物质的利用、代谢产物特性、生长特性、抗性或附着能力、产酶能力等方面入手。
产酶能力是筛选中最常用的指标之一。
四、微生物改良微生物改良指的是改变微生物的某些性状以达到特殊目的的一系列技术。
改良常用的方法有自然选择、人工选择、突变体筛选和重组DNA技术等。
其中自然选择法是最常见的方法,也是最经济、最有效的方法。
该方法利用自然环境中的各种选择压力,如环境温度、氧气含量、营养物质等条件变化,在自然界中选择出更适应生存的微生物株。
人工选择法则是对微生物进行人工操作,在特定条件下选择出具有特点的微生物株。
突变体筛选则是通过化学物质、物理方法或基因突变剂等诱导产生微生物中的随机变异,筛选出想要的突变体。
功能微生物(淀粉酶产生菌)的筛选、培养与选育22100934 程雅楠摘要:以产淀粉酶细菌的筛选和选育为目标,通过培养基制备及灭菌、菌种的分离筛选与纯化、菌种的鉴定、培养条件的优化以及淀粉酶产生菌的紫外诱变育种等五个过程,并测定了诱变后菌株的16s序列,初步掌握了对某菌种进行筛选、选育及诱变的必需步骤。
关键词:产淀粉酶细菌筛选选育诱变育种淀粉酶是最早用于工业生产并且迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一,为了提高淀粉酶的生产水平,首先通过淀粉培养基从土壤中筛选出产淀粉酶的活性菌株,对菌株初步鉴定后进行紫外线诱变,筛选出产量高、性状优良的突变菌株。
淀粉酶主要来源于植物和微生物,并通过发酵完成生产,因此筛选出高产、稳定的淀粉酶产生菌是淀粉酶生产的尤为重要。
此次试验试图从土壤中分离出产淀粉酶的细菌,通过紫外线诱变育种等条件优化来得到高产、稳定的淀粉酶产生菌株。
以达到加深对菌种选育的认识、掌握紫外线诱变育种的原理和方法、掌握初步纯化淀粉酶的方法的实验目的。
1材料和方法1.1材料1.1.1 来源:南师大北区教学楼附近的土壤。
1.1..2培养基:淀粉培养基的配制①固体培养基膏 3g/L,蛋白胨 10g/L,NaCl 5g/L,可溶性淀粉2g/L,琼脂 20g/L,pH7.0~7.2。
②液体培养基:牛肉膏 3g/L,蛋白胨 10g/L,NaCl 5g/L,可溶性淀粉2g/L,琼脂 20g/L,pH7.0~7.2。
优化条件培养基配制:①淀粉3g/L,蛋白胨 10g/L,K2HPO4 1.5g,MgSO4·7H2O 1.5g, pH 4.0 。
②淀粉3g/L,蛋白胨 10g/L, K2HPO4 1.5g,MgSO4·7H2O 1.5g, pH 7.2 。
碳源培养基:①淀粉 3g,蛋白胨 10g,K2HPO4 1.5g,MgSO4·7H2O 1.5g,去离子水 1000mL pH 7.2。
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)。
微生物育种的方法
1. 自然选育法呀,就好像在一大群微生物里挑选出最厉害的那个“冠军”!比如从一堆野生酵母中选出发酵能力超强的那株。
2. 诱变育种呢,就如同给微生物来一场刺激的冒险,让它们发生奇妙变化!像用紫外线照射细菌,说不定就会产生新特性呢。
3. 杂交育种啊,不就像是让微生物们来一场“联姻”,结合各自的优点!就像把两种优良的霉菌进行杂交。
4. 基因工程育种,哇哦,这简直是在微生物的世界里进行高端定制呀!好比给微生物植入特定的基因,让它拥有我们想要的功能。
5. 原生质体融合育种,这就像是让微生物们打破隔阂,融合出全新的强大个体!比如把两种不同的杆菌的原生质体融合在一起。
6. 代谢控制育种,这不就是巧妙地控制微生物的代谢路径嘛,让它们乖乖听话!像引导微生物更多地产生我们需要的产物。
7. 分子育种,这可是深入到分子层面的神奇操作呀,能塑造出独特的微生物!比如通过分子手段对微生物进行精准改造。
8. 高通量筛选育种,就好像在茫茫人海中快速找到那个最合适的微生物!像是从大量的微生物样本中迅速筛选出目标。
9. 组合育种,这不就是把各种方法组合起来,发挥出最大效果嘛!就如同给微生物来一套全方位的提升策略。
10. 适应性进化育种,这简直是让微生物在环境中不断成长和进化呀!好比让微生物在特定条件下逐渐变得更强大。
原创不易,请尊重原创,谢谢!。
五种菌种选育的方法1. 筛选优良菌株:通过对菌种进行筛选,选出具有较高产量、快速生长、稳定性等良好性状的菌株。
可以通过观察菌株的形态特征、生长速度以及产物产量等指标进行初步筛选。
2. 交配选育:将具有不同有益特征的两个菌株进行交配,产生具有更优秀性状的杂种,进一步提高菌种的产量和品质。
3. 基因工程改良:通过基因工程技术对菌株的基因进行修改和调整,强化其有益性状,例如提高产量、耐逆性或产物纯度。
4. 微生物育种:利用微生物的自然变异、诱变或基因重组等方法,通过筛选和选育,培育出具有优良性状的菌株。
5. 隔离培养:从自然环境或特定寄主体内分离出有良好性状的菌株,单独培养并进行繁殖,以保持其稳定性和纯度。
6. 高通量筛选:利用高通量技术,如高通量测序、高通量筛选装置等,对大量菌株进行快速筛选和检测,以选取具有优良性状的菌株。
7. 环境适应培养:通过将菌株暴露在不同环境条件下,如不同温度、盐度、pH值等,挑选出能适应多种环境的菌株,提高其应用广泛性和稳定性。
8. 选择性培养基:根据特定的性状需求,调配选择性培养基,利用特定生理功能或代谢产物的需求,筛选出具有目标性状的菌株。
9. 抗菌素筛选:利用抗菌素对菌株进行筛选,选择出对某种特定抗菌素敏感或耐药的菌株,为后续应用提供基础。
10. 应激培养:通过暴露菌株于适宜剂量的外界应激因子,如氧化应激、低温应激等,筛选出对应激因子具有较高耐受能力的菌株。
11. 连续培养:通过在连续培养系统中进行菌株的增殖和筛选,选出适应此种培养方式的优良菌株。
12. 自动化选育:利用自动化系统对菌株进行快速筛选、监控和评价,提高选育效率和可控性。
13. 发酵条件优化:通过改变发酵条件中的温度、pH值、气体供应等参数,优化菌株的生长和产物产量,提高其应用效果。
14. 组合选育:将具有不同优势特征的菌株进行组合,形成互补优势,从而提高整体产量和产品品质。
15. 代谢工程优化:通过调整和改变菌株的代谢途径和代谢产物分布,来增强产物的产量和纯度。
微生物育种的相关筛选的方法及其重要价值微生物育种是通过选择和培育具有特定性状的微生物菌株,以满足特定需求或发展新的工业功能。
为了实现这一目标,筛选方法是不可或缺的工具。
本文将介绍微生物育种中常用的筛选方法,并探讨其重要价值。
一、筛选方法1.传统筛选方法:传统筛选方法是指基于微生物生长、代谢、生理特征以及形态特征等方面进行的筛选。
常见的传统筛选方法包括菌落形态分析、生理生化检测、生产物质分析等。
这些方法简单易行,成本较低,适用于分离和鉴定微生物菌株。
2.高通量筛选方法:高通量筛选方法利用自动化和机器学习等技术,实现对大量样品的快速筛选。
常见的高通量筛选方法包括微孔板筛选、微阵列技术、流式细胞术等。
这些方法能够高效地筛选出具有特定产物或特定代谢能力的菌株,并加速微生物育种的进程。
3.分子筛选方法:分子筛选方法基于微生物的遗传信息,通过检测特定基因或基因群的表达和变异情况,实现对菌株的筛选。
常见的分子筛选方法包括聚合酶链反应(PCR)、基因芯片技术、基因测序等。
这些方法具有高灵敏度和高分辨率,能够准确地鉴定菌株,并筛选出具有特定基因组或基因表达特征的菌株。
4.代谢组学筛选方法:代谢组学筛选方法通过分析微生物代谢产物的组成和变化,实现对菌株的筛选。
常见的代谢组学筛选方法包括气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)、液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)等。
这些方法能够全面地分析菌株的代谢产物,了解其代谢通路和代谢谱系,从而筛选出具有特定代谢能力的菌株。
二、重要价值1.发现新的功能菌株:微生物具有丰富的代谢和生理功能,通过筛选方法能够发现新的微生物菌株,探索其新的功能和应用价值。
例如,通过高通量筛选方法发现了具有高温耐受性、低成本生产重要生化物质等特点的菌株,为工业领域和生物制药领域提供了新的应用途径。
2.提高产物产量和质量:微生物育种的目标之一是提高目标产物的产量和质量。
通过筛选方法能够选择出优良的菌株,通过优化培养条件和代谢调控等手段,实现特定产物的高效生产。