菌种改造技术
微生物是一个庞大的生物群体,为人们所认识的微生物种类仍仅占自然界中微生物
总数的1%~5%,人类生产和生活中开发利用的则更少。因此,微生物可能是地球上最大的、尚未有效开发利用的自然资源。随着人类对生命过程认识的加深,生物技术已成为实现社会可持续发展的最有潜力的技术手段。当前的生物技术以微生物技术为核心,在环境整治、可再生能源生产和人类健康保障等方面正发挥着不可替代的作用。微生物的生存环境和生命策略的多样性,将成为人类寻求解决环境、能源和健康等问题的最佳材料。
菌种选育的目的是改良菌种的特性,使其符合工业生产的要求。
一 自然选育:从自然界分离获得菌种,根据菌种自发突变进行筛选而获得菌种
1.1 从自然界分离获得菌种
1.2 采样:取地面5~15 cm的土壤。
2 增殖培养:(富集培养enrichment) 提供有利于所需菌株生长而不利于其它菌型生长的条件,使所需菌株大量繁殖,从而有利于分离它们。
方法:
2.1 控制培养基的营养成分:如淀粉琼脂培养基用于丝状真菌增殖。
2.2 控制培养条件:
细菌,放线菌:pH7.0~7.5 35~37℃
霉菌,酵母菌:pH 4.5~6.0 20~28℃
2.3 抑制不需要的菌类
2.3.1 分离细菌:加入丙酸钠以抑制霉菌,酵母
2.3.2 分离厌氧菌:焦性没食子酸与氢氧化钠反应除氧
3 纯种分离
3.1 划线法:简单、快速。
3.2 稀释法:在培养基上分离的菌落单一均匀,获得纯种的几率大,适合分离具有蔓延性的微生物。
4 固体培养基四区划法接种法:
步骤一
接种针先以火焰灭菌法灭菌
步骤二
轻触营养平板上无菌的琼脂处冷却
步骤三
以接种针轻触菌落,使接种针上沾有细菌。
步骤四
更换一个新的无菌营养平板
步骤五
将接种针上的细菌划于一个新的营养平板上。此为第一菌区 。
步骤六
重复第一步骤,将接种针以火焰灭菌法灭菌,然后轻触琼脂无菌处冷却。
步骤七
由第五步骤的第一区中划出第二区。
步骤八
重复第六以及第七步骤,由第七步骤的第二区中划出第三区。
步骤九
重复第六以及第七步骤,由第八步骤的第三区中划出第四区,划满剩下的空间。完成后的营养平板。
步骤十
在营养平板上贴好标签,标示好接种日期、操作者姓名、菌种学名以及培养基名称。
5 固体培养基的稀释涂抹接种法:
目的:用来分离单一菌落或用来估计样本中微生物的数目。
需要使用的仪器——震荡机
步骤:
1 吸取准备好欲稀释的菌液 ○
2 吸取充分均匀后的菌液 ○
3 取含有 9mL无菌水之试管,○将试管口过火灭菌。将菌液置入,此时试管须做 记号为第一次稀释。
4 将试管于震荡机上,使菌液混合均匀 ○
5 取出试管中的第一次十倍稀释菌液1mL ,加入另一个新的含9mL 无菌水的试管中。○
重复此步骤直至所需要的稀释浓度。
6 从最后稀释菌液中吸取 0.1mL菌液,置入准备好的无菌琼脂内。 ○
7 将三角玻璃棒浸于酒精中 ○
8 将三角玻璃棒在火焰上燃烧(须注意勿使燃烧中的酒精滴入酒精瓶中,引起燃烧)○ 9 使用玻璃棒将菌液均匀涂布开来,将培养皿置于恒温培养箱中隔天观察菌落数目,○
再依照稀释倍数推算出菌液浓度。
6 生产性能的测定:纯种分离后得到菌株数量大,不可能一一进行性能测试。一般采用两步法:初筛,复筛。从而获得较好菌株(野生型菌株)(区别于变异菌株)。 初筛:以量为主
复筛:以质为主
二 从自发突变体中获得菌株
微生物可遗传的特性发生变化称变异,又称突变,是微生物产生变种的根源,也是育种的基础。自然突变是指在自然条件下出现的基因变化。但自发突变的频率较低,往往不能符合工业生产的要求。因此要利用诱变剂提高菌种的突变频率。
菌种改造技术
微生物是一个庞大的生物群体,为人们所认识的微生物种类仍仅占自然界中微生物
总数的1%~5%,人类生产和生活中开发利用的则更少。因此,微生物可能是地球上最大的、尚未有效开发利用的自然资源。随着人类对生命过程认识的加深,生物技术已成为实现社会可持续发展的最有潜力的技术手段。当前的生物技术以微生物技术为核心,在环境整治、可再生能源生产和人类健康保障等方面正发挥着不可替代的作用。微生物的生存环境和生命策略的多样性,将成为人类寻求解决环境、能源和健康等问题的最佳材料。
菌种选育的目的是改良菌种的特性,使其符合工业生产的要求。
一 自然选育:从自然界分离获得菌种,根据菌种自发突变进行筛选而获得菌种
1.1 从自然界分离获得菌种
1.2 采样:取地面5~15 cm的土壤。
2 增殖培养:(富集培养enrichment) 提供有利于所需菌株生长而不利于其它菌型生长的条件,使所需菌株大量繁殖,从而有利于分离它们。
方法:
2.1 控制培养基的营养成分:如淀粉琼脂培养基用于丝状真菌增殖。
2.2 控制培养条件:
细菌,放线菌:pH7.0~7.5 35~37℃
霉菌,酵母菌:pH 4.5~6.0 20~28℃
2.3 抑制不需要的菌类
2.3.1 分离细菌:加入丙酸钠以抑制霉菌,酵母
2.3.2 分离厌氧菌:焦性没食子酸与氢氧化钠反应除氧
3 纯种分离
3.1 划线法:简单、快速。
3.2 稀释法:在培养基上分离的菌落单一均匀,获得纯种的几率大,适合分离具有蔓延性的微生物。
4 固体培养基四区划法接种法:
步骤一
接种针先以火焰灭菌法灭菌
步骤二
轻触营养平板上无菌的琼脂处冷却
步骤三
以接种针轻触菌落,使接种针上沾有细菌。
步骤四
更换一个新的无菌营养平板
步骤五
将接种针上的细菌划于一个新的营养平板上。此为第一菌区 。
步骤六
重复第一步骤,将接种针以火焰灭菌法灭菌,然后轻触琼脂无菌处冷却。
步骤七
由第五步骤的第一区中划出第二区。
步骤八
重复第六以及第七步骤,由第七步骤的第二区中划出第三区。
步骤九
重复第六以及第七步骤,由第八步骤的第三区中划出第四区,划满剩下的空间。完成后的营养平板。
步骤十
在营养平板上贴好标签,标示好接种日期、操作者姓名、菌种学名以及培养基名称。
5 固体培养基的稀释涂抹接种法:
目的:用来分离单一菌落或用来估计样本中微生物的数目。
需要使用的仪器——震荡机
步骤:
1 吸取准备好欲稀释的菌液 ○
2 吸取充分均匀后的菌液 ○
3 取含有 9mL无菌水之试管,○将试管口过火灭菌。将菌液置入,此时试管须做 记号为第一次稀释。
4 将试管于震荡机上,使菌液混合均匀 ○
5 取出试管中的第一次十倍稀释菌液1mL ,加入另一个新的含9mL 无菌水的试管中。○
重复此步骤直至所需要的稀释浓度。
6 从最后稀释菌液中吸取 0.1mL菌液,置入准备好的无菌琼脂内。 ○
7 将三角玻璃棒浸于酒精中 ○
8 将三角玻璃棒在火焰上燃烧(须注意勿使燃烧中的酒精滴入酒精瓶中,引起燃烧)○ 9 使用玻璃棒将菌液均匀涂布开来,将培养皿置于恒温培养箱中隔天观察菌落数目,○
再依照稀释倍数推算出菌液浓度。
6 生产性能的测定:纯种分离后得到菌株数量大,不可能一一进行性能测试。一般采用两步法:初筛,复筛。从而获得较好菌株(野生型菌株)(区别于变异菌株)。 初筛:以量为主
复筛:以质为主
二 从自发突变体中获得菌株
微生物可遗传的特性发生变化称变异,又称突变,是微生物产生变种的根源,也是育种的基础。自然突变是指在自然条件下出现的基因变化。但自发突变的频率较低,往往不能符合工业生产的要求。因此要利用诱变剂提高菌种的突变频率。