第三菌种选育精要.ppt

第三章 菌种选育 第一节 菌种的来源 菌种的筛选 已工业化生产菌的介绍 自然界中有目的分离微生物的原则 重要工业微生物的分离 菌种的筛选 （一）工业化菌种的要求 能够利用廉价的原料、简单的培养基大量高效地合成产物； 有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性强； 遗传性能要相对稳定； 4. 不易感染其它种微生物或噬菌体 5. 产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关）； 6. 生产特征要符合工艺要求。 （二）分离筛选的思路 1. 新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特征，采用各种筛选方法，快速准确地把所需要的菌种挑出来； 2. 实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，必须重新进行分离纯化； 3. 有了优良的菌种，还要求有合适的工艺条件和合理先进的设备与之配合。 （三）待筛选样品的性质 1. 寻找新产物的产生菌可以用固体和液体培养基筛选； 2. 其中液体培养基较常用； 3. 次级代谢产物的产生方式在固体培养基和液体培养基中的产生方式不一样。 （四）筛选方案的设计 根据待筛选菌的性质，采取物理、化学的方法进行有计划，有步骤的筛选出适合的菌株。 自然界中有目的的分离微生物遵从的原则 （一）菌种分离的一般过程 土样的采取——预处理——培养菌落的选择 ——产品的鉴定 目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物。 问题：如何使样品中微生物存在的可能性大？如何在后续的操作中使这种可能性实现？ （二）采样时要注意的问题 1. 气候、水分、空气； 2. 来源要广； 3. 结合产品的特点； 4. 标签：地点、时间气候等。 （三）目的微生物富集的一些方法 1. 富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 2. 富集的三种方案 （1）定向培养：采用特定的有利于目的微生物富集的条件，进行培养； （2）当不可能采用定向培养时，则可设计在一个分类中考虑； （3）不能提供任何有助于筛选产生菌的信息，这时只能通过随机分离的方法。 物理方法：加热、膜过滤等； 化学方法：加1%几丁质培养，用碳酸钙提高pH（主要用于分离放线菌）； 定向培养的原理：通过调整底物、pH条件、培养时间和培养温度等，从而使目的微生物在种群中占优势。 （四）菌落的选出 1. 从产物角度出发 在培养时以产物的形成目的的设计培养基，利用简单、快速的鉴定方法，如抗生素； 2. 从形态的角度出发 菌落的外观形态，是微生物的一个重要表征。如多糖产生菌在适当的培养基上生长，从具有粘液性的菌落外观上就可以初步识别。 例：放线菌的分离 常用显微镜分离平板的方法作鉴别。常用的两种方法为：铺菌法，复印平板法。 两种方法的优缺点： （五）目的微生物富集方法的研究进展 1. 目前土壤中能够培养的微生物不到总数的1%，微生物多样性及资源的开发仍然是今后若干年的研究重点。[2002年，陈文新（科学院院士）] 2. 分子生物学的实验手段，在微生物鉴别及特定目标产物的筛选方面发挥了越来越重要的作用。如：16sRNA同源性分析，基因序列及DNA杂交技术等。 重要工业微生物的分离 筛选具有潜在工业应用价值的微生物的第一个阶段是分离： （一）分离的目的： 为了获得纯的或混合的培养物。 （二）根据分离的菌种不同，设计出不同的分离方法： 1. 在分离阶段便能识别所需菌种的方法； 2. 用特定的分离方法来识别所需菌种。 （三）筛选菌种时应考虑的重要指标 1. 菌的营养特征； 2. 菌的生长温度选择培养温度高于40℃的菌种，可以大大降低发酵过程中的冷却成本，在经济上是有利的； 3. 菌对所采用的设备和生产过程的适应性； 4. 菌的稳定性； 5. 菌的产物在培养液中的浓度； 6. 容易从培养液中回收产物。 菌种在投入生产之前，还要进行菌种性能和产物的分析。 获得工业微生物的方法除了从自然环境中通过多种方法得到，还可以从菌种保藏中心得到，这种方法比较经济。 设计的分离步骤应有利于具有重要特性的菌的生长，常用的方法有以下几种。 （四）设计分离步骤常用的分离方法有： 1. 施加选择压力（selective pressure）的分离方法 （1）富集液体培养 定义：是指能增加混合菌群中所需要菌株的数量的一种技术。 方法原理：给混合菌群提供一些有利于所需要菌株生长或不利于其他菌生长的条件。 注意的几个问题： ①当培养基的性质因为所需菌种生长一段时间而改变后，要接种到新鲜培养基中，重新建立选择压力； ②在连续时，通过限制基质浓度可以控制两种菌的比生长速率，特别适合于连续发酵生产的菌种（原因：适应性强） ③富集方法用在分离工业生产菌种的例子： A. 分离能够适应简单培养基的菌种；