§7-1菌种的衰退、复壮分析
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菌种的衰退、复壮和保藏1. 内容1.菌种的衰退:菌种退化是指由于自发突变的结果,而使某一物种有一系列生物学性状发生量变或质变的现象(群体中退化细胞在数量上占一定数值后,表现出菌种生产性能下降的现象)。
具体表现为:⏹原有的形态性状变得不典型了;⏹生长速度变慢,产生的孢子变少,或颜色改变,甚至变形;⏹代谢产物生产能力下降,在生理上常指产量的下降;⏹致病菌对宿主侵染力的下降;⏹对外界不良条件包括低温、高温或噬菌体侵染等抵抗能力的下降;等等。
2.衰退菌种的复壮狭义的复壮仅是一种消极的措施,指的是在菌种已发生衰退的情况下,通过纯种分离和测定典型性状、生产性能等指标,从已衰退的群体中筛选出少数尚未退化的个体,以达到恢复原菌株固有性状的相应措施。
广义的复壮则应是一项积极的措施,即在菌种的典型特征或生产性状尚未衰退前,就经常有意识地采取纯种分离和生产性状的测定工作,以期从中选择自发的正变个体。
(1)衰退的防止:⏹控制传代的次数⏹创造良好的培养条件⏹利用不易衰退的细胞传代⏹采用有效的菌种保藏方法(2)菌种的复壮⏹纯种分离法⏹通过宿主体复壮对于因长期在人工培养基上移种传代而衰退的病原菌,可接种到相应的昆虫或动、植物宿主体中,通过这种特殊的活的“选择性培养基”一至多次选择,就可从典型的病灶部位分离到恢复原始毒力的复壮菌株。
⏹淘汰已衰退的个体(3)菌种的保藏⏹原理人为地创造合适的环境条件,使微生物的代谢处于不活泼、生长繁殖受抑制的休眠状态。
这些人工环境主要从低温、干燥、缺氧三方面设计。
⏹常用的方法:冷冻干燥保藏法、液氮保藏法、斜面保藏法、液体石蜡覆盖保藏法、载体保藏法、悬液保藏法、寄主保藏法等。
2. 练习一.填空1.某纯种微生物群体中的个别个体由于发生自发突变的结果,而使该物种原有一系列生物学性状发生衰退性的量变或质变的现象,叫做_____。
答案:衰退2. ______属于第三代的生物武器,包括高致病力的病原体和抗药菌等。
菌种为什么会退化?如何防止菌种退化以及复壮菌种呢?在食用菌生产中,由于各种原因,常使菌种遗传物质发生变异,进而出现优良性状减退或消失、产量降低、质量下降等现象,这就是菌种退化。
(一)菌种退化:1.菌种退化的实质:菌种退化的实质是遗传物质发生了可遗传的变异。
菌种退化是一个从量变到质变的渐变过程,当发生有害变异的个体在群体中显著增多,以致占据优势时才会表现出来。
对于群体来说,个别细胞的退化变异会随着细胞的分裂而逐步增加,使衰退的个体逐渐增多,最后使整个群体发生严重的衰退。
虽然菌种退化现象普遍存在,但可以采取适当措施延缓其退化进程,将群体的退化控制在最低限度。
尽管个体的变异可能是一个瞬时的过程,但菌种退化却需要较长的时间。
因此,在退化的菌种中,经常有少数尚未退化的个体,这是菌种复壮的基础。
2.菌种退化的原因与表现:菌种退化的主要原因是交叉感染、自体杂交、基因突变、培养条件不适等,病毒感染也会引起菌种退化。
食用菌菌种感染病毒后,病毒数量不仅会随着菌丝体的扩大繁殖而增加,而且还会通过带毒的孢子传给下一代。
当菌种携带一定浓度的病毒粒子时,在栽培中就会表现出产量降低、质量下降等退化现象。
菌种退化除了与其自身的遗传特性和所处的环境密切相关之外,还受转管次数、机械创伤等外界因素影响。
菌种退化的主要表现是理想的优良性状逐渐丧失,继而出现菌丝生长势弱、代谢能力下降、产量降低、易受病虫害感染等。
3.防止菌种衰退的措施:在某种意义上,菌种退化是必然发生的现象,但依然可以采取多种措施防止菌种过早衰退。
(1)控制母种转管次数:从理论上讲,菌种可以进行多次转接;但由于在操作中菌丝受机械创伤等影响,会使菌种产生突变,而多数突变对菌种是不利的。
因此在可能的情况下,尽量减少转管次数。
实践证明,生产上用的菌种转接控制在5代范围内较为合适。
(2)防止菌种混杂在菌种转接、出菇管理等过程中,加强品种隔离管理,减少品种间相互混杂的机会,防止不同品种的孢子四处传播,以保证优良品种的遗传特性相对稳定。
第五节菌种的衰退、复壮和保藏性状稳定的菌种是微生物学工作最重要的基本要求,否则生产或科研都无法正常进行。
影响微生物菌种稳定性的因素有变异、污染、死亡。
由于微生物的多样性,不同的微生物往往对不同的保藏方法有不同的适应性,迄今为止尚没有一种方法能被证明对所有的微生物均适宜。
因此,在具体选择保藏方法时必须对被保藏菌株的特性、保藏物的使用特点及现有条件等进行综合考虑。
对于一些比较重要的微生物菌株,则要尽可能多的采用各种不同的手段进行保藏,以免因某种方法的失败而导致菌种的丧失。
一、斜面冰箱保藏法一种短期、过渡的保藏方法,用新鲜斜面接种后,置最适条件下培养到菌体或孢子生长丰满于4℃冰箱保存。
保存期3月到6月。
二、沙土管保藏法适合于产孢子或芽孢的微生物。
首先,将沙与土洗净、烘干、过筛,按沙与土的比例为1—2:1混合均匀,分装于小试管中,料高1厘米左右,121C间歇灭菌三次,烘干备用。
一般沙80目,土80一100目。
其次,将孢子制成悬浮液,接入沙土管。
或将斜面孢子刮下直接与沙土混合,置干燥器中用真空泵抽干,冰箱内保存。
保存期1年左右。
三、菌丝速冻法不产孢子或芽孢的M可用甘油菌丝速冻法。
该法保藏温度为-20℃,为避免M受损伤致死,需甘油作保护剂。
甘油最终浓度为25%。
操作:①、配制浓度为50%的甘油溶液,121℃灭菌后备用;②、制备菌悬液,一般浓度为108~1010个/mL;③、菌悬液和甘油溶液等体积混合均匀,置-20℃保藏。
四、石蜡油封存法向培养成熟的菌种斜面上,倒入一层灭过菌的石蜡油,量高出斜面1cm,然后保存在冰箱中。
此法适于不能利用石蜡油作碳源的细菌、霉菌、酵母等M的保存。
保存期约1年五、真空冷冻干燥保藏法是目前国内外较理想的常用方法。
其基本原理是在较低温度下(-18℃),快速地将细胞冻结,并且保持细胞完整,然后在真空中使水分升华。
在这样的环境中,M的生长和代谢暂时停止,不易发生变异。
菌种可保存5年左右。
发酵菌种:菌种退化的原因分析、预防措施及其复壮技术菌种在传代过程中,因遗传物质发生变异而引起的原有的优良性状渐渐消失或变坏,出现长势差、发酵效价不高、质量不好、菌落丛生等现象。
这些现象人们泛称为“退化”。
菌种退化是一个渐变的过程,发生有害变异的个体在群体中显著增多以至占据优势时才会显露出来。
因此尽管个体的变异可能是一个瞬时的过程,但菌种呈现“退化”却需要较长的时间。
菌种退化的本质是染色体的变异,自然界中生物体发生变异是绝对的,如果这种变异朝着人们认为是坏的方向发展,就会造成退化。
菌种的整体性能,在不因外界因素而逐渐变差,且会遗传给下一代,就称为菌株退化。
需要注意的是,退化和老化是两个截然不同的概念。
菌种培育过程中随着菌龄的增加,养分不断消耗,菌种必然会出现老化现象。
菌体老化后,其生命力衰退,色素分泌增加,细胞中空泡增多,甚至破裂。
老化的菌种接入培养基后表现为菌丝生长慢、抵抗杂菌能力弱、产酶能力下降等。
老化现象不会传给子代,这是与退化的最大区别。
所以,一旦菌株出现了异常现象,首先要分清是老化还是退化,或是单纯因为外界培养条件发生变化而引起。
如果是因老化或外界条件变化引起的异常, 采用新的培养基及适合的培养条件后菌株生长会恢复原状;如果是因退化而引起,则不会改变生长的恶劣状况,这时就要对菌株进行复壮。
本文将对菌种退化的原因加以简析,并给出相应有效的预防措施及复壮技术。
一.退化原因1有害突变及细胞遗传学原因根据细胞生物学观点,细胞变异和分裂速度密切相关,分裂速度越快,变异将会越多。
微生物由于分裂速度很快,分裂中的变异数量将会增加,而菌种退化与细胞变异密切相关。
据有关数据统计,通常每三百个细胞中,就会出现一个变异。
在多代传代繁殖中,变异概率将会更高。
当菌种遗传物质发生变异之后,突变体往往更能适应外界环境条件,变异的细胞再分裂,变异体将会越来越多,直到最后代谢能力完全退化。
2生理代谢方面的原因菌种制备时,菌体培养在特定的培养基上,这些培养基通常具备菌种生长、发育及繁殖所需的营养物质,如蛋白质、糖类、生长因子及水等。