发酵工业菌种选育及保藏.ppt

第二章 菌种选育、保藏与复壮 一、菌种的来源 根据资料直接向有关科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买。 从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 二、从自然界分离筛选新种的步骤 定方案： 采样： 增殖： 分离：纯种分离和筛选 性能鉴定：菌种鉴定、发酵性能测定、毒性试验。 土样采集方法 森林、旱地，草地可先掘洞，由土壤下层向上层顺序采集； 水田等浸水土壤在不损土层结构的情况下插入圆筒采集。如果层次要求不严格，可取离地面5～15cm处的土。将采集到的土样盛入聚乙烯袋或玻璃瓶中。 在采集植物根际土样时，一般方法是自土壤中慢慢拔出植物根，在大量无菌水中浸渍约20min，洗去粘附在根上的土壤，然后再用无菌水漂洗下根部残留的土，这部分上却为根际土样。 植物体采集方法 在采集叶面时，一般是用灭菌的剪刀、打孔器、安全刀片等，由几片新鲜叶片的同一部位切取一小块，并注意不要损伤周围边缘。 选择叶面时应考虑叶位、叶龄、叶片正反面和在一片叶上的取样部位。 采集植物根及根系时，方法与根际土样采集方法相似。将洗净的根装入采样袋中，采集根系时，一般与根际土样一起保存。 水样采集方法 用于细菌检测的水样应收集于100mL干净、灭菌的广口塑料瓶中。 由于表层水中含有泥沙，故在采样时应在较深的静水层中采集水样。 方法是：握住采样瓶底浸入水中30-50cm处，然后瓶口朝下打开瓶盖，让水样进入。如果有急流存在的话，应直接将瓶口反向于急流。采集瓶从水中取出时应迅速并带有较大的弧度。水样不应装满采样瓶。所有水样都应在24h之内迅速进行检测，或者4℃下贮存。 2.导致菌种退化变异的原因： （1）遗传基因型的分离 （2）自发变异的产生 （3）人工诱变导致的退化变异。 （3）诱变剂的选择 碱基类似物和羟胺具有很高的特异性，但很少使用，回复突变率高，效果不大。 亚硝酸和烷化剂应用的范围较广，造成的遗传损伤较多。其中亚硝基胍和甲基磺酸乙酯常被称为“超诱变剂”。 甲基磺酸乙酯是毒性最小的诱变剂之一。 吖啶类诱变剂可以造成生化代谢途径的完全中断。 紫外线仍十分有效。 电离辐射是造成染色体巨大损伤的最好诱变剂，它能造成不可回复的缺突变。但它可能影响邻近基因的性能。 (1)出发菌株的选择 自然界新分离的野生型菌株，对诱变处理较敏感，容易达到好的效果。 在生产中经生产选种得到的菌株与野生型较相像，也是良好的出发菌株。 每次诱变处理都有一定提高的菌株，往往多次诱变能积累较多的提高。 出发菌株开始时可以同时选2～3株，在处理比较后，将更适合的出发菌株留作继续诱变。 要尽量选择单倍体细胞、单核或核少的多细胞体来作出发诱变细胞，这是由于变异性状大部分是隐性的，特别是高产基因。 根据采用的诱变剂或根据细胞生理状态或诱变谱选择诱变剂，因为同一诱变剂的重复处理会使细胞产生抗性，使诱变效果下降。有的诱变剂是作用于营养细胞，就要选对数期的细胞；有的作用于休止期，就可选用孢子。 (2)处理菌悬液的制备 关键是制备单细胞和单孢子状态的、活力类似的菌悬液，为此要进行合适培养基的培养，并要离心，洗涤，过滤。 (3)诱变处理 根据前面有关诱变剂及诱变处理的介绍，结合诱变对象的实际，设计诱变处理方案。 (4)中间培养 由于在发生了突变尚未表现出来之前，有一个表现延迟的过程，即细胞内原有酶量的稀释过程(生理延迟)，需3代以上的繁殖才能将突变性状表现出来。此过程称为中间培养 这个过程对今后的筛选和获得稳定菌株都是极为重要的。 方法： 让变异处理后细胞在液体培养基中培养几小时，以让细胞的遗传物质复制，让细胞繁殖几代，以得到纯的变异细胞。 若不经液体培养基的中间培养，直接在平皿上分离就会出现变异和不变异细胞同时存在于一个菌落内的可能，形成混杂菌落，以致造成筛选结果的不稳定和将来的菌株退化。 (5）分离和筛选 筛选分初筛和复筛。初筛以迅速筛出大量的达到初步要求的分离菌落为目的，以量为主。 复筛则是精选，以质为主，也就是以精确度为主。 初筛可以在平皿上直接以菌落的代谢产物与某些染料或基质的作用形成的变色圈或透明圈的大小来挑取参加复筛者，而将90%的菌落淘汰。 在数量减少后就要仔细比较参加复筛和再复筛的菌株，最后才能选得优秀菌株。在以后的复筛阶段，还应不断结合自然分离，纯化菌株。 一、紫外线的诱变育种 紫外线诱变一般采用15W紫外线杀菌灯，波长为2537A．灯与处理物的距离为15～30cm，照射时间依菌种而异，一般为几秒至几十分钟。一般我们常以细胞的死亡率表示，希望照射的剂量死亡率控制在70～80%为宜。 被照射的菌悬液细胞数，细菌为106个/ml左右，霉菌孢子和酵母细胞为106～107个 /ml。由于紫外线穿透力不强，要求照射液不要太深，约0.