菌种的分离与筛选
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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。
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。
菌种筛选方法菌种筛选是微生物学研究中的一项重要工作,通过筛选出具有特定特性或功能的菌株,可以广泛应用于医药、食品、农业和环境等领域。
本文将介绍一些常见的菌种筛选方法。
一、传统筛选方法1. 纯培养与分离纯培养与分离是最基本的菌种筛选方法。
通过采集样品,将其中的微生物分离出来,并通过重复分离和鉴定,筛选出单一菌种用于后续研究。
这种方法简单易行,但需要进行大量的繁琐工作。
2. 形态学特征筛选菌落形态学特征是菌株之间的重要区别指标,通过观察菌落的大小、颜色、形状等特征,可以初步筛选出具有目标性状的菌株。
这种方法不需要复杂的设备和技术,适合初步筛选大量样品。
3. 生理生化特征筛选生理生化特征是菌株在代谢和生长方面的表现,通过测定菌株对各种生理生化指标的反应,例如抗生素敏感性、产酶能力等,可以进一步缩小筛选范围。
这种方法需要特定的培养基和试剂,对筛选条件有一定要求。
二、分子生物学方法1. PCR扩增PCR扩增是一种常用的分子生物学技术,可以利用特异性引物扩增目标基因。
通过在筛选过程中选择特定的基因片段作为指标,可以筛选出具有目标特性的菌株。
这种方法具有高灵敏度和高特异性,适用于筛选基因工程菌株等特定要求的菌株。
2. 基因芯片基因芯片是一种高通量技术,可以同时检测上千个基因。
通过在菌种筛选中选择合适的探针,可以迅速准确地筛选出具有目标基因表达的菌株。
这种方法操作简便,适用于大规模筛选。
3. 基因重组技术基因重组技术是一种将异源基因导入宿主细胞中的方法,通过构建适当的载体和选择合适的宿主细胞,可以快速筛选出具有目标基因功能的菌株。
这种方法需要相关的分子生物学技术支持,适用于特定的目标筛选。
三、高通量筛选方法1. 微孔板筛选微孔板是一种用于大规模平行筛选的工具,通过在每个微孔中添加不同培养条件和指标物质,可以同时筛选多个菌株。
这种方法高效快速,可以用于大规模筛选和反复筛选。
2. 流式细胞术流式细胞术是一种利用特定染料对菌株进行筛选的方法,通过检测菌株表面或内部的荧光信号,可以筛选出具有特定特性的菌株。
工业微生物菌种的分别与筛选起源:青岛海博一.微生物工业对菌种的请求(一).微生物工业的临盆程度由三个要素决议:临盆菌种的机能.发酵及提纯工艺前提.临盆装备.个中临盆菌种的机能是最重要的身分.(二).微生物工业对菌种的请求是:(1)菌株高产,在较短的时光内发酵产生大量发酵产品的才能;(2)在发酵进程中不产生或少产生与目标产品邻近的副产品及其他产品;(3)发展滋生才能强,较强的发展速度,产孢子的菌种应当具有较强的产孢子才能;(4)可以或许高效地将道理转化为产品;(5)能应用普遍的原材料,并对发酵原料成分的摇动迟钝性小;(6)对须要添加的前体物质有耐受才能,并且不克不及将这些前体物质作为一般碳源应用; (7)在发酵进程中产生的泡沫要少;(8)具有抗噬菌体的才能;(9)遗传稳固性,二.工业用微生物菌种的起源及选育(一)微生物菌种的起源一般经由过程以下几个门路收集菌种.收集样品和分别筛选:(1)是依据材料直接向有科研单位.高级院校.工场或菌种珍藏部分索取或购置;(2)从大天然中收集样品分别;(3)从一些发酵成品平分别筛选目标菌株.当前发酵工业所用菌种总趋向是从野生菌转向变异菌,天然选用转向代谢育种,从诱发基因突变转向基因重组的定向育种.(二)微生物工业菌种的分别1.野生菌株的分别.筛选进程(1)新菌种分别与筛选的步调菌种分别的流程如下:标本收集→标本材料的预处理→富集造就→菌种初筛→菌种复筛→机能判定→菌种珍藏①采样采样季候:以温度适中,雨量不久不多的秋初为好.采土方法:在选好恰当地点后,用小铲子除去表土,取离地面5-15cm处的土约10g,盛入干净的牛皮纸袋或塑料袋中,扎好,标识表记标帜,记载采样时光.地点.情形前提等,以备查考.为了使土样中微生物的数目和类型尽少变更,宜将样品慢慢分批寄回,以便实时分别.②标本预处理④纯种分别:采取划线分别法.稀释分别法等纯化办法获取单菌落.⑤高产菌株的筛选:这一步是采取与临盆邻近的造就基和造就前提,经由过程三角瓶的容量进行小型发酵实验,获得合适于工业临盆用菌种.还要对菌种进行发酵机能测定,⑥毒性实验:据有的国度划定,微生物中除啤酒酵母.脆壁酵母.黑曲霉.米曲霉和枯草杆菌作为食用无须作毒性实验外,其他微生物作为食用,均需经由过程两年以上的毒性实验.2.菌种的分别办法(1)施加选择性压力分别法主如果应用不合种类的微生物其发展滋生对情形和养分的请求不合,如温度.pH.渗入渗出压.氧气.碳源.氮源等,工资控制这些前提,使之利于某类或某种微生物发展,而晦气于其他种类微生物的生计,以达到使目标菌种占优势.而得以快速分别纯化的目标.如可以控制造就时的氧,可将好氧微生物和厌氧微生物离开;经由过程控制温度,可将嗜热微生物和非嗜热微生物离开;控制pH,可将嗜酸.嗜碱微生物分别等.在分别造就基中也可以参加不合的抗生素或试剂来增长选择性.如在分别放线菌和细菌时,可参加抗真菌抗生素;分别真菌时,可参加抗细菌药物.(2)随机分别办法有些微生物的产品对筛选没有直接的选择性指导感化,是以常采取随机分别办法分别.A.抗生素产生菌的分别抗生素产生菌的分别经常应用抑菌圈法.实验必须用对象菌:采取抗生素的迟钝菌,传统上经常应用金黄色葡萄球菌和枯草杆菌.B.抗肿瘤药物产生菌的分别抗肿瘤药物产生菌的分别经常应用办法:生化引诱法.SOS生色检测法.DNA修复才能突变株.道理是应用DNA的毁伤,微生物产生突变.B1.生化引诱法:将大肠杆菌的lacZ基因衔接在λ噬菌体的PL启动子下,当DNA毁伤时,诱发λ隔绝物CI分化,PL启动子启动lacZ基因转录,测定表达的ß-半乳糖苷酶活性,来检测药物的消失.B2.SOS生色检测法:应用当DNA毁伤时,可活化yecA蛋白,进而分化噬菌体的隔绝蛋白,再引起sifA基因启动lacZ基因转录,测定表达的ß-半乳糖苷酶活性,来检测药物的消失.C.发展因子产生菌的分别以氨基酸产生菌为例,介绍筛选办法.起首将待试菌接入加了抗真菌的化合物(如亚胺环己酮)的分别造就基中发展,然后采取影印法,将菌落复印到能支撑氨基酸产生菌发展的造就基中,造就2-3天后,用紫外线杀司长好的菌落,再往此平板上面铺一层响应养分缺点型菌株菌悬液,造就16小时后,被杀逝世的氨基酸产生菌的菌落四周应有一检测菌的发展圈.(3)目标微生物分别A.依据形态筛选突变株B.依据平板菌落生化反响筛选变株透明圈法.呈色圈法.抑菌圈法.污浊圈法等.①透明圈法:在平板造就基中参加消融性较差的底物,使造就基混浊.能分化底物的微生物便会在菌落四周产生透明圈,圈的大小初步反响该菌株应用底物的才能.该法在分别水解酶产生菌时采取较多,如脂肪酶.淀粉酶.蛋白酶.核酸酶产生菌都邑在含有底物的选择性造就基平板上形成肉眼可见的透明圈.在分别某种产生有机酸的菌株时,也平日采取透明圈法进行初筛.在选择性造就基中参加碳酸钙,使平板成混状,将样品悬浮液涂抹到平板长进行造就,因为产生菌可以或许把菌落四周的碳酸钙水解,形成清楚的透明圈,可以随意马虎地辨别出来.分别乳酸产生菌时,因为乳酸是一种较强的有机酸,是以,在造就基中参加的碳酸钙不但有辨别感化,还有酸中和感化.②变色圈法:对于一些不轻易产生透明圈产品的产生菌,可在底物平板中参加指导剂或显色剂,使所需微生物能被快速辨别出来.如筛选果胶酶产生菌时,用含0.2%果胶为惟一碳源的造就基平板,对含微生物样品进行分别,待菌落长成后,参加0.2%刚果红溶液染色4h,具有分化果胶才能的菌落四周便会消失绛红色水解圈.在分别谷氨酸产生菌时,可在造就基中参加溴百里酚蓝,它是一种酸碱指导剂,变色规模在pH6.2~7.6,当pH在6.2以下时为黄色,pH7.6以上为蓝色.若平板上消失产酸菌,其菌落四周会变成黄色,可以从这些产酸菌中筛选谷氨酸产生菌.③发展圈法:发展圈法通经常应用于分别筛选氨基酸.核苷酸和维生素的产生菌.对象菌是一些相对应的养分缺点型菌株.将待检菌涂布于含高浓度的对象菌并缺乏所需养分物的平板长进行造就,若某菌株能合成平板所需的养分物,在该菌株的菌落四周便会形成一个混浊的发展圈.如嘌呤养分缺点型大肠杆菌(如E.coliP264)与不含嘌呤的琼脂混淆倒平板,在其上涂布含菌样品保温造就,四周消失发展圈的菌落即为嘌呤产生菌.④抑菌圈法:经常应用于抗生素产生菌的分别筛选,对象菌采取抗生素的迟钝菌.若被检菌能排泄某些克制菌发展的物质,如抗生素等,便会在该菌落四周形成对象菌不克不及发展的抑菌圈,很轻易被辨别出来.实验十从天然界平分别筛选微生物菌种1 目标(1)进修并控制优秀曲霉菌的分别道理和办法.(2)进修工控制酸乳中乳酸菌的分别道理和办法.2 道理从天然界平分别筛选微生物菌种,是我们获得优秀新菌种最根本.最重要的办法,是以,食物工业菌种的分别筛选是一项重要的.长期而沉重的工作.天然界消失着各类各样的微生物,尤其是泥土中微生物种类齐备,是微生物的大本营.是以可以从泥土平分别到几乎所有微生物.别的,不合的天然界情形中生计的微生物优势菌种也不合.各类食物.农副产品等养分构成不合,从中可以分别出不合的微生物.食物工业菌种经常应用的分别源有被污染的临盆或科研菌种.临盆中长期应用的菌种.发酵食物用菌种.动物肠道菌群.经各类育种办法处理过的微生物质料和天然界菌种样品.天然界的微生物是混淆生计的,要从平分理出一种微生物,不但须要斟酌分别源应含有较多半量的目标菌,还要在分别操纵中使之与其他菌种互相离开.对于样品中含量较低的菌处,要针对其生物学特色合理设计分别办法,如富集造就.选择造就.应用其特别的心理反响产生特定的发展现象等,以便于从大量杂菌中选出目标菌种.从混淆群体平分别特定微生物的经常应用办法有:控制分别造就基的养分成分.控制造就基的pH值.添加克制剂.控制造就温度.控制空气前提.对样品进行特别处理等.经常应用的纯种分别办法有平板划线分别法.简略平板分别法.稀释分别.涂布分别法.毛细管分别法.显微操纵单细胞分别法等.本实验将采取稀释法和涂布法对目标微生物进行分别筛选.优秀曲霉菌的分别采取透明圈法,即先用淀粉琼脂造就基造就样品,因为糖化酶的感化,长出的菌落四周的淀粉被水解,遇碘后呈无色透明圈而平板的其他处呈蓝色.一般来讲,透明圈的直径越大,该菌的糖化力越强.可依据透明圈的大小筛选出糖化力强的菌株.酸乳中乳酸菌的分别采取溴甲酚绿(BCG)牛乳养分琼脂平板分别法.溴甲酚绿指导剂在酸性情形中呈黄色,在碱性情形中呈蓝色.在分别造就基(pH6.8)中加处溴酚绿指导剂后呈蓝绿色,乳酸菌在该造就基中发展并分化乳糖,产生乳酸,使菌落呈黄色,菌落四周的造就基也变成黄色.乳酸可用纸上层析法辨别.3材料3.1 样品黑曲霉种曲.酸奶.3.2 器具及其他用品平皿.三角瓶.涂布器.试管.玻璃珠.纱布.3.3 造就基及试剂2%淀粉察氏造就基.BCG牛乳造就基.0.02mol/L碘液.10%牛乳造就基.无菌心理盐水.4 流程4.1 优秀糖化酶菌株的分别与筛选熔化造就基→倒平板→打散孢子团粒→梯度稀释→涂布平板→造就不雅察→滴加碘液→挑菌落→接种→造就→糖化酶活气测定→菌种保管4.2 酸乳成品中的乳酸菌的分别制造就基→倒平板→梯度稀释→涂布平板→造就不雅察→挑菌落→接牛乳管→造就不雅察→传代造就→遴选凝乳管→乳酸测定→菌种保管5 步调5.1 优秀糖化酶菌株的分别与筛选(1)熔化淀粉察氏造就基,稍冷后倒平板与斜面数个.(2)取种曲少许,参加10mL带玻璃球的无菌心理盐水的三角瓶中,用力振荡打散孢子团粒,使之形成平均的孢子悬浮粒.然后将其用无菌纱布过滤于无菌试管中.(3)将上述滤液以10倍稀释法知释至10-7,取后3个稀释度的稀释液各0.2mL,于淀粉察氏造就基平板上用无菌涂布器分别依次涂布2至3个皿,30℃造就1~2d.(5)机能测定:测定各菌落的糖化酶活气.5.2 酸乳成品中的乳酸菌的分别(1)制备BCG牛乳养分琼脂造就基.①称取脱脂奶粉10g,溶于50mL水中,参加1.6%溴甲酚绿酒精溶液0.07mL,0.075MPa压力下灭菌20min.②另取琼脂2g,溶于50mL水中,加酵母膏1g,消融后调pH值至6.8,0.1MPa压力下灭菌20min.③趁热将上述两液以无菌操纵混淆平均,倒平板6个,待凝固后,置37℃造就24h,若无杂菌发展,即可应用.(2)将样品以10倍稀释法稀释至10-7,取个中10-7.10-6 2个稀释度的稀释液各0.1~0.2mL,分别置于上述各养分平板上,用无菌涂布器依次涂布2至3个皿,置43℃造就48h,如消失圆形稍扁平的黄色菌落及其四周造就基亦为黄色者初步定为乳酸菌.(3)将典范菌落转至脱脂乳发酵管,43℃造就8~24h,若牛乳管凝固,无气泡,呈酸性,镜检细胞杆状或链球状,革兰氏染色呈阳性,则将其持续传代若干次,43℃造就,遴选出在3~4h能凝固的乳管,保管备用.(4)乳酸菌的判定及生物量的测定.6 成果(1)描写黑曲霉分别株的形态特点及其分生孢子头的生态.(2)绘制所分别的乳酸菌形态图,并记载成果.7 思虑题(1)为什么消融样品的瓶内要参加玻璃珠?(2)解释用透明圈直径与菌株淀粉酶产量有何干系?(3)哪些情形可以或许引起凝乳?。
菌种分离思路:⌝菌种筛选方案:[1] 初筛:目的是删去明确不符合要求的大部分菌株,把生产性状类似的菌株尽量保留下来,使优良菌种不致于漏网。
初筛工作以量为主,测定的精确性还在其次。
初筛的手段应尽可能快速、简单。
[2] 复筛的目的是确认符合生产要求的菌株,所以,复筛步骤以质为主,应精确测定每个菌株的生产指标。
⌝菌种筛选的手段[1] 初筛[2] 从菌体形态变异分析[3] 平皿快速检测法:具体的有纸片培养显色法、变色圈法、透明圈法、生长圈法和抑制圈法等[4] 摇瓶培养法:初筛的摇瓶培养一般是一个菌株只做一次发酵测定,从大量菌株中选出10-20%较好的菌株,淘汰80-90%的菌株;而复筛中摇瓶培养一般是一个菌株培养3瓶,选出3-5个较好的菌株,再做进一步比较,选出最佳的菌株。
土中细菌的富集培养与分离分离土样中的大部分细菌的分离程序中无需进行富集。
但对某些少数细菌则要求特殊的富集或选择技术才能很好地被分离培养。
富集方法:运用细菌的酶诱导性,在分离培养基中添加若干抗生素、复杂底物及生长因子的前体物质来激活细菌某一特殊基因组,可以建立起若干富集技术。
富集可以促进抗性的产生并维持下来。
土样中细菌的富集:适度稀释后,取0.1m1涂布已添加及未添加富集底物(如几丁质、纤维素等)的土浸出汁平板。
植物体上细菌的分离:无菌富集,加植物浸出液适度培养取样,洗涤,取1ml经适度稀释后涂布平板。
水中细菌的分离:水样通过0.22μm无菌滤膜,取出滤膜用1ml无菌稀释液将滤膜上的沉积洗下。
用样本稀释液适度稀释,涂布平板倒置培养或滤纸压印分离法。
水中细菌分离的简易富集技术:(1) 在无菌的、用棉团塞好的广口三角烧瓶中连续培养,定期取样涂布适宜分离琼脂平板上;(2) 在不同水体的水样中加入一定的底物如蔗糖、多糖及蛋白质等,同样可以促进水中微生物的增殖。
(3) 培养过程中可加入低浓度的抗真菌剂以抑制真菌的生长。
(4) 另一富集方法是在培养烧瓶中添加细菌“附着材料”,如无菌的植物组织或土壤浸出液。
实验室菌种筛选的一般步骤一、引言在微生物学研究和应用中,菌种筛选是一个重要的步骤。
通过筛选得到的菌种可以用于生产有益物质,治疗疾病,或作为实验材料进行进一步的研究。
本文将介绍实验室菌种筛选的一般步骤。
二、菌种的采集菌种的采集是菌种筛选的第一步。
可以从自然环境中采集到的样品中筛选出具有潜在应用价值的菌株。
常见的采集样品包括土壤、水体、植物和动物组织等。
采集样品后,需要进行样品的处理和分离,以得到单一的菌株。
三、菌种的分离与纯化菌种的分离与纯化是为了得到单一的菌株,以便进行后续的筛选和研究。
样品可以通过稀释涂布法、均匀涂布法或稀释液滴法等方法进行分离。
分离后的菌落需要进行纯化,即通过反复传代分离,确保每个菌落都是单一的。
四、菌种的初步筛选菌种的初步筛选是为了筛选出具有潜在应用价值的菌株。
可以通过形态学特征、生理生化特性或抗生素敏感性等方法进行初步筛选。
例如,通过菌落形态的观察可以初步判断菌株的类群;通过代谢产物的检测可以初步评估菌株的代谢能力。
五、菌种的功能筛选菌种的功能筛选是为了筛选出具有特定功能的菌株。
根据研究的目的可以选择不同的功能筛选方法。
例如,如果研究的目的是寻找产酶菌株,可以通过酶活性测定或代谢产物的分析进行筛选;如果研究的目的是寻找产生抗生素的菌株,可以通过抗生素活性测定进行筛选。
六、菌种的稳定性和可重复性验证菌种的稳定性和可重复性验证是为了确保所筛选得到的菌株具有稳定的功能,并且可以重复产生相同的结果。
可以通过连续传代培养和功能性验证进行验证。
如果菌株在连续传代培养过程中能够保持稳定的功能,并且重复产生相同的结果,那么该菌株可以进一步应用于研究或生产中。
七、菌种的保存与管理菌种的保存与管理是为了长期保持菌株的存活和功能。
常见的菌种保存方法包括低温保存、冷冻保存、冻干保存和液氮保存等。
菌种的管理包括菌种的编号、记录和文献归档等。
这些措施可以确保菌株的长期保存和使用。
八、结论实验室菌种筛选是一个复杂而关键的过程,涉及到多个步骤和方法。
从土壤中分离筛选菌种的流程一、引言土壤是一个复杂的生态系统,其中包含着丰富的微生物资源。
微生物在土壤中起着非常重要的作用,能够参与土壤的养分循环、有机物降解、植物生长调节等多种生态功能。
因此,从土壤中分离筛选菌种对于研究土壤微生物的多样性、功能和应用具有重要意义。
二、分离菌种的基本步骤1. 样品采集需要在目标土壤中采集样品。
样品的选择应该代表性,可以从不同地理位置、土壤类型、植被类型等方面进行选择。
采集样品时,应使用无菌工具,避免外部微生物的污染。
2. 样品处理采集的土壤样品需要进行一系列的处理步骤,以便分离目标菌种。
首先,样品需要经过筛选,去除大颗粒杂质。
然后,样品需要进行稀释,以获得合适的菌落形成单位(CFU)浓度。
3. 菌种分离将处理后的土壤样品均匀涂布在含有富含营养物的琼脂平板上。
琼脂平板中的富含营养物能够促进菌落的形成。
将涂布好的琼脂平板置于恒温培养箱中,使菌落在适宜的温度下生长。
4. 菌种筛选在菌落形成后,需要进行菌种的筛选。
筛选的方法可以根据需要选择不同的方式,比如形态学特征、生理生化特性、抗生素敏感性等。
通过筛选,可以得到具有特定特征的菌种。
5. 单菌分离在筛选得到目标菌种后,需要进行单菌分离。
单菌分离可以通过传代培养的方式进行,即从单个菌落中选取一个单独的菌落,再次进行涂布培养,确保得到纯种的菌株。
6. 菌株保存经过单菌分离后,需要对菌株进行保存,以便后续的研究和应用。
常用的保存方式有冷冻保存和冻干保存等。
冷冻保存可以利用低温冰箱或液氮罐,将菌株保存在-80℃以下的低温环境中。
冻干保存则是将菌株培养液进行冻干处理,保存在干燥的状态下。
三、分离筛选菌种的注意事项1. 样品采集时,需要避免污染,使用无菌工具,并在无菌条件下进行操作。
2. 样品处理时,需要保持样品的湿润状态,避免样品过度干燥。
3. 琼脂平板的选择应根据菌种的需求来确定,可以选择不同富含营养物的琼脂平板。
4. 菌种筛选时,需要根据研究目的选择合适的筛选方法,确保得到具有特定特征的菌种。
生产中常用菌种的分离、选育和保藏在生产中,分离、选育和保藏常用菌种是非常重要的步骤,这些菌种可以用于各种不同的应用,如发酵过程中的生物转化、抗生素的生产以及食品工业中的乳酸发酵等。
以下是常用菌种的分离、选育和保藏的基本步骤:1. 分离:分离菌种是指从自然环境中分离出纯种菌株的过程。
首先,需要选择合适的样品来源,如土壤、水样或食品样品等。
然后,将样品进行稀释、接种到固体培养基上,培养出菌落。
最后,从菌落中挑选单一菌株,并进行纯化培养,得到纯种菌株。
2. 选育:选育是指对已有菌种进行进一步培养和筛选,选出优良品系。
在选育过程中,可以根据所需特性进行筛选,如产量高、抗性强或代谢产物优良等。
通过连续传代培养和筛选,可以逐步培育出符合要求的优良品系。
3. 保藏:保藏是为了长期储存和保存已经分离和选育得到的菌种。
常用的保藏方法包括冷冻保存和冷冻干燥等。
冷冻保存是将菌种保存在低温 (-80℃或液氮温度下),可以长期保存并保持菌株的生物学性状。
而冷冻干燥则是在低温下将菌种先冷冻,然后通过真空蒸发使其脱水,最后用密封容器保存。
冷冻干燥具有长期保存时间和较小的储存体积的优点。
在菌种的分离、选育和保藏过程中,需要注意的是严格遵守无菌操作规范,以防止杂菌污染。
另外,应该建立相应的菌种信息管理系统,记录并标注每个菌株的来源、特性以及保藏条件等重要信息,以便日后使用和查询。
菌种的分离、选育和保藏在生产中扮演着极其重要的角色。
下面将进一步探讨这些过程,并介绍一些常用的菌种及其应用领域。
在分离菌种的过程中,重要的是选择适当的样品来源。
不同的环境中存在着各种微生物,如土壤、水体、植物、动物及其制品等。
通过采集不同来源的样品,可以获得不同类型和特性的微生物,从而得到多样性的菌株资源。
在接种前,样品经过稀释,使微生物适当分散。
然后将稀释液均匀接种于固体培养基上,并进行孵育。
在培养过程中,微生物通过分裂繁殖形成菌落,而每个菌落代表一个菌株。
一、微生物工业对菌种的要求
(一)、微生物工业的生产水平由三个要素决定:生产菌种的性能、发酵及提纯工艺条件、生
产设备。
其中生产菌种的性能是最重要的因素。
(二)、微生物工业对菌种的要求是:
(1)菌株高产,在较短的时间内发酵产生大量发酵产物的能力;
(2)在发酵过程中不产生或少产生与目标产品相近的副产品及其他产物;
(3)生长繁殖能力强,较强的生长速率,产孢子的菌种应该具有较强的产孢子能力; (4)能够高效地将原理转化为产品;
(5)能利用广泛的原材料,并对发酵原料成分的波动敏感性小;
(6)对需要添加的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)在发酵过程中产生的泡沫要少;
(8)具有抗噬菌体的能力;
(9)遗传稳定性,
二、工业用微生物菌种的来源及选育
(一)微生物菌种的来源
一般通过以下几个途径收集菌种、采集样品和分离筛选:
(1)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的菌株。
当前发酵工业所用菌种总趋势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的定向育种。
(二)微生物工业菌种的分离
1、野生菌株的分离、筛选过程
(1)新菌种分离与筛选的步骤
菌种分离的流程如下:
标本采集→标本材料的预处理→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,雨量不多的秋初为好。
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处的土约10g,盛入清洁的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的数量和类型尽少变化,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高产菌株的筛选:这一步是采用与生产相近的培养基和培养条件,通过三角瓶的容量进行
小型发酵试验,获得适合于工业生产用菌种。
还要对菌种进行发酵性能测定,
⑥毒性试验:据有的国家规定,微生物中除啤酒酵母、脆壁酵母、黑曲霉、米曲霉和枯草杆
菌作为食用无须作毒性试验外,其他微生物作为食用,均需通过两年以上的毒性试验。
2、菌种的分离方法
(1)施加选择性压力分离法
主要是利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养的要求不同,如温度、pH、渗透压、氧气、碳源、氮源等,人为控制这些条件,使之利于某类或某种微生物生长,而不利于其他
种类微生物的生存,以达到使目的菌种占优势.而得以快速分离纯化的目的。
如可以控制培
养时的氧,可将好氧微生物和厌氧微生物分开;通过控制温度,可将嗜热微生物和非嗜热微
生物分开;控制pH,可将嗜酸、嗜碱微生物分离等。
在分离培养基中也可以加入不同的抗
生素或试剂来增加选择性。
如在分离放线菌和细菌时,可加入抗真菌抗生素;分离真菌时,
可加入抗细菌药物。
(2)随机分离方法
有些微生物的产物对筛选没有直接的选择性指示作用,因此常采用随机分离方法分离。
A、抗生素产生菌的分离
抗生素产生菌的分离常用抑菌圈法。
实验必须用工具菌:采用抗生素的敏感菌,传统上常用金黄色葡萄球菌和枯草杆菌。
B、抗肿瘤药物产生菌的分离
抗肿瘤药物产生菌的分离常用方法:生化诱导法、SOS生色检测法、DNA修复能力突变株。
原理是利用DNA的损伤,微生物发生突变。
B1、生化诱导法:将大肠杆菌的lacZ基因连接在λ噬菌体的PL启动子下,当DNA损伤时,诱发λ阻遏物CI分解,PL启动子启动lacZ基因转录,测定表达的?-半乳糖苷酶活性,来
检测药物的存在。
B2、SOS生色检测法:利用当DNA损伤时,可活化yecA蛋白,进而分解噬菌体的阻遏蛋白,再引起sifA基因启动lacZ基因转录,测定表达的?-半乳糖苷酶活性,来检测药物的存在。
C、生长因子产生菌的分离
以氨基酸产生菌为例,介绍筛选方法。
首先将待试菌接入加了抗真菌的化合物(如亚胺环己酮)的分离培养基中生长,然后采用影印法,将菌落复印到能支持氨基酸产生菌生长的培养
基中,培养2-3天后,用紫外线杀司长好的菌落,再往此平板上面铺一层相应营养缺陷型菌
株菌悬液,培养16小时后,被杀死的氨基酸产生菌的菌落周围应有一检测菌的生长圈。
(3)目的微生物分离
A、根据形态筛选突变株
B、根据平板菌落生化反应筛选变株
透明圈法、呈色圈法、抑菌圈法、浑浊圈法等。
①透明圈法:在平板培养基中加入溶解性较差的底物,使培养基混浊。
能分解底物的微生物
便会在菌落周围产生透明圈,圈的大小初步反应该菌株利用底物的能力。
该法在分离水解酶产生菌时采用较多,如脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶、核酸酶产生菌都会在含有底物的选择性培
养基平板上形成肉眼可见的透明圈。
在分离某种产生有机酸的菌株时,也通常采用透明圈法进行初筛。
在选择性培养基中加入碳
酸钙,使平板成混状,将样品悬浮液涂抹到平板上进行培养,由于产生菌能够把菌落周围的
碳酸钙水解,形成清晰的透明圈,可以轻易地鉴别出来。
分离乳酸产生菌时,由于乳酸是一种较强的有机酸,因此,在培养基中加入的碳酸钙不仅有鉴别作用,还有酸中和作用。
②变色圈法:对于一些不易产生透明圈产物的产生菌,可在底物平板中加入指示剂或显色剂,
使所需微生物能被快速鉴别出来。
如筛选果胶酶产生菌时,用含0.2%果胶为惟一碳源的培养基平板,对含微生物样品进行分离,待菌落长成后,加入0.2%刚果红溶液染色4h,具有分解果胶能力的菌落周围便会出现绛红色水解圈。
在分离谷氨酸产生菌时,可在培养基中加入溴百里酚蓝,它是一种酸碱指示剂,变色范围在pH6.2~7.6,当pH在6.2以下时为黄色,pH7.6以上为蓝色。
若平板上出现产酸菌,其菌落周围会变成黄色,可以从这些产酸菌中筛
选谷氨酸产生菌。
③生长圈法:生长圈法通常用于分离筛选氨基酸、核苷酸和维生素的产生菌。
工具菌是一些
相对应的营养缺陷型菌株。
将待检菌涂布于含高浓度的工具菌并缺少所需营养物的平板上进行培养,若某菌株能合成平板所需的营养物,在该菌株的菌落周围便会形成一个混浊的生长圈。
如嘌呤营养缺陷型大肠杆菌(如 E.coliP264)与不含嘌呤的琼脂混合倒平板,在其上涂布含菌样品保温培养,周围出现生长圈的菌落即为嘌呤产生菌。
④抑菌圈法:常用于抗生素产生菌的分离筛选,工具菌采用抗生素的敏感菌。
若被检菌能分
泌某些抑制菌生长的物质,如抗生素等,便会在该菌落周围形成工具菌不能生长的抑菌圈,
很容易被鉴别出来。