第三章 种子扩大培养
《种子的扩大培养》课件
合理控制培养基的温度和湿பைடு நூலகம்，营造适合种子生长的环境。
3 隔离防止杂交
避免不同品种的种子杂交，保持纯度和一致性。
应用案例分析
用于种子的改良
通过种子扩大培养，可以改 良特定品种的性状，提高农 作物的产量和抗性。
种子的商业化应用
大规模扩大培养优质种子， 满足市场需求，为农业产业 发展提供支持。
《种子的扩大培养》PPT 课件
种子是农业中至关重要的一环，种子的扩大培养对于提高农产品产量和品质 至关重要。本课件将介绍种子扩大培养的原理、步骤以及应用案例分析。
简介
种子的重要性
种子是农作物繁殖和传播的基础，直接影响 着农产品的产量和质量。
培养种子的意义
种子的扩大培养能够大规模繁殖优质种子， 提高农产品的产量和品质。
种子的控制与管理
通过种子扩大培养，可以对 种子的产量、质量和流通进 行有效的控制和管理。
总结
1 种子扩大培养是一
项重要的农业技术
能够有效提高农产品的 产量和品质，为农业发 展做出贡献。
2 种子扩大培养会带
来很多经济收益和 社会意义
有助于推动农业产业的 发展，提高农民收入， 促进乡村振兴。
3 种子扩大培养的应
种子扩大培养的原理
繁殖方式
种子的扩大培养可以通过无性繁殖或有性繁殖来实现。
突变次数和突变频率
种子扩大培养中的突变次数和突变频率决定了新品种的数量和多样性。
种子的选择
选择适合扩大培养的种子，包括外观、遗传特性和生长性状等。
种子扩大培养的步骤
1
种子消毒
使用适当的消毒方法对种子进行处理，杀灭病原体和杂质。
2
培养基制备
简述种子扩大培养的一般步骤
简述种子扩大培养的一般步骤
种子扩大培养是一种常用的微生物培养方法，用于从初始培养物中扩大微生物数量，以便进行后续实验或工业应用。
一般而言，种子扩大培养的步骤包括以下几个方面：
1. 培养基准备，选择适当的培养基，根据目标微生物的需求添加合适的营养物质和pH调节剂。
培养基的配制需要严格按照配方和操作规程进行，以确保培养基的质量和一致性。
2. 种子接种，从初始培养物中选择合适的菌株或菌落，通过无菌技术将种子接种到含有适当培养基的培养容器中。
接种时需要注意保持无菌操作，避免外界的污染。
3. 培养条件调控，根据目标微生物的生长特性和要求，调节培养条件，包括温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等。
这些条件的调节可以促进微生物的生长和代谢活性，从而实现种子的扩大。
4. 培养过程监测，在培养过程中，需要定期监测微生物的生长情况，可以通过测量生物量、菌落形态观察、代谢产物测定等方法进行。
监测结果可以帮助调整培养条件，以达到最佳的生长效果。
5. 收获和处理，当微生物达到预定的生长状态时，可以进行收获。
收获方法根据具体情况而定，可以选择简单的离心沉淀、滤液
或离子交换等方法。
收获后的种子可以进行后续的实验或工业应用。
6. 清洁和消毒，在种子扩大培养结束后，要进行培养容器和设
备的清洁和消毒工作，以防止微生物的交叉污染和感染。
总结起来，种子扩大培养的一般步骤包括培养基准备、种子接种、培养条件调控、培养过程监测、收获和处理，以及清洁和消毒。
这些步骤的严格执行可以确保种子扩大培养的成功，并提供足够的
微生物种子用于后续实验或工业应用。
种子的扩大培养名词解释
种子的扩大培养名词解释
农业和科学是紧密联系在一起的，从古至今，改良农作物也一直是提高作物品质和效率的重要方式之一。
改良农作物一般涉及品种改良、育种和种子改良等，其中种子改良是改良农作物的重要方式之一，其中包括种子的扩大培养。
扩大培养，是指将植物原色质组织发育至比原色质组织更大的程度，而发育度由细胞膜和细胞壁及细胞固有的特性决定。
扩大培养的目的是为了将植物的细胞增大，形成更大的种子以提高其生物产量和生物效率。
扩大培养的基本原理是营养物质通过细胞膜被吸收，吸收的营养物质再经过细胞板进行变化，以满足细胞的营养和活动需求。
细胞生长过程中，细胞膜和细胞壁发生变化，使细胞产生更多的蛋白质，细胞分裂更多次，以达到膨大的目的。
扩大培养具有很多优势，它可以有效地提高植物的生长速度，从而改善作物质量；它可以增加植物的适应能力，降低对环境的敏感性；它还可以降低由病原菌引起的病害，抵抗病虫害，提高植物的抗逆性。
扩大培养的实践也要依据植物的特性而定，比如植物体内的营养物质储备差别，植物体内的养分分配，植物发育程度等。
通常在实验中，需要对外部环境因素进行控制，如光照、温度和湿度，确保植物生长条件良好，才能获得理想的种子扩大培养结果。
总之，种子的扩大培养作为改良农作物的重要方式，可以有效地改善作物质量，增加由病原菌引起的病害，抵抗病虫害，提高植物的
抗逆性。
但是，为了获得理想的种子扩大培养结果，需要对外部环境因素进行控制，以确保植物生长条件良好。
简述种子扩大培养的一般步骤
简述种子扩大培养的一般步骤种子扩大培养是一种常用的细胞培养技术，用于从少量的起始细胞种子扩大培养大量的细胞。
一般情况下，种子扩大培养的步骤包括以下几个方面：1. 选择合适的培养基，根据所培养细胞的特性和需求，选择适合的培养基。
常见的培养基有DMEM、RPMI-1640等，可以根据需要添加适当的补充物如血清、生长因子等。
2. 准备种子细胞，从原始培养物中取出一定数量的细胞作为起始种子。
细胞可以通过离心、洗涤等方法获得。
3. 细胞计数和调整，使用细胞计数仪对种子细胞进行计数，以确定种子细胞的浓度。
根据需要，可以通过离心和重新悬浮的方式调整种子细胞的浓度。
4. 接种种子细胞，将调整后的种子细胞悬浮液加入到培养皿或培养瓶中。
种子细胞的密度应根据所需的扩大倍数和培养容器的大小进行合理调整。
5. 细胞培养条件的控制，将接种的培养皿或培养瓶放入细胞培养箱中，控制培养箱的温度、湿度和二氧化碳浓度等环境参数，以提供适宜的生长条件。
6. 细胞生长监测，定期观察和记录细胞的生长情况，包括细胞形态的变化、细胞数量的增加等。
可以使用显微镜观察细胞形态，也可以通过细胞计数仪等设备对细胞数量进行监测。
7. 细胞传代，当种子细胞达到一定的生长程度时，可以进行细胞传代，即将细胞分离并重新接种到新的培养皿或培养瓶中。
传代的目的是避免细胞过度密集和资源耗竭，以保证细胞的健康生长。
8. 细胞收获，根据需要，可以在细胞达到预期生长程度后，将细胞收获下来进行后续的实验或应用。
收获细胞时，可以使用适当的方法如离心、洗涤等将细胞从培养皿或培养瓶中分离出来。
以上是种子扩大培养的一般步骤。
具体的操作细节可能会因细胞类型、培养条件和实验目的的不同而有所差异。
在进行种子扩大培养时，需要严格控制培养条件，遵循无菌操作规范，以确保细胞的健康生长和培养的成功。
种子扩大培养.ppt
C 种子质量的判断
由于菌种在种子罐中的培养时间较短，可供分析 的参数较少，使种子的内在质量难以控制，为了保证 各级种子移种前的质量，除了保证规定的培养条件外， 在过程中还要定期取样测定一些参数以观察基质的代 谢变化及菌丝形态是否正常。在生产中通常测定的参 数为
1）pH；
2）培养基灭菌后磷、糖、氨基氮的含量；
8.l.2 生产车间种子制备
实验室制备的孢子或摇瓶菌丝体种子移种至 种子罐扩大培养，种子罐的培养基虽因不同菌 种而异，但其原则为采用易被菌利用的成分如 葡萄糖、玉米浆、磷酸盐等，同时还需供给足 够的无菌空气，并不断搅拌，使菌丝体在培养 液中均匀分布，获得相同的培养条件。孢子悬 浮液一般采用微孔接种法接种，摇瓶菌丝体种 子可在火焰保护下接入种子罐或采用压差法接 入。种子罐之间或发酵罐间的移种方式，主要 采用差压法，由种子接种管道进行移种，移种 过程中要防止接受罐表压降至零，否则会引起 染菌。
B 培养条件
（l）温度 温度对多数品种斜面孢子质量有显著的影 响。温度高，菌丝过早自溶，效价降低等现象。一般 各生产单位都严格控制孢子斜面的培养温度。
（2）湿度 制备斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量 和质量有较大的影响。
（3）通气量 在种子罐中培养的种子除保证供给易被 利用的培养基外，有足够的通气量可以提高种子质量。
B 接种龄与接种量
（l）接种 接种龄是指种子罐中培养 的菌丝体开始移入下一级种子罐或发 酵罐时的培养时间。选择适当的接种 龄显得十分重要。通常，接种龄以菌 丝处于生命力极为旺盛的对数生长期， 且培养液中菌体量还未达到最高峰时， 较为合适。
过于年轻的种子接入发酵罐后， 往往会出现前期生长缓慢、整个发酵 周期延长、产物开始形成的时间推迟， 甚至会因菌丝量过少而在发酵罐内结 球，造成异常发酵的惜况。过老的种 子会引起生产能力下降而菌丝过早自 溶。
简述种子扩大培养的一般流程
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种子的扩大培养
☆（2）接种量的确定 ◆与该菌在发酵罐中生长繁殖的速度、种子质量和发酵条件 等有关。 a.接种量过多，菌丝生长过快、过稠，培养液粘度增加， 营养基质缺乏或溶解氧不足，影响产物的合成。 b.接种量过小，引起发酵前期菌体生长缓慢，使发酵周期 延长，菌丝量少，还可能产生菌丝团，导致发酵异常。
生产上多以大接种量和丰富培养基作为高产措施
（2）注射接种 用于种子罐接种，在罐顶接种管口压 盖一层橡胶膜，将注射器针嘴插入橡胶膜进行接种。
（3）摇瓶直接进罐法 适合种子罐接种，一般需三人 配合操作。
二、注意事项
（1）按照无菌操作
（2）消毒灭菌一定要彻底、干净
（3）在接种操作中，一定要严格按照无菌操作进行，规范生 产操作，严禁误操作带来的杂菌污染，经常提醒，建立严格 的无菌概念，避免出现二次污染。
如果将一级种子接入体积较大的种子罐内，经过培养形成更 多的菌丝——二级种子；将二级种子转入发酵罐内发酵，称为 三级发酵。
使用三级种子的发酵，称为四级发酵。
◆接种 将孢子或菌落，或试管、三角瓶或种子罐中 菌体接入培养容器的操作过程。
◆接种量 移种的种子液体积和培养液体积之比。
◆接种龄 种子罐中培养的菌体开始移种到下一级种 子罐或发酵罐的培养时间。
1．实验室种子制备 （1）斜面种子培养 活化菌种，同时也培养一定数量的斜面 种子。 （2）液体培养 包括液体试管和三角瓶摇床震荡或回旋式培 养。
①液体试管培养 无菌条件下，用接种针自斜面试管挑取 一环斜面种子菌体，接入装有液体培养液的试管，摇匀后，置 培养箱培养，待培养成熟后，再接入三角瓶培养。
②三角瓶液体培养（摇瓶种子）
（4）生产中使用的斜面菌种不宜多次移接，一般只移接三次 (三代)，以免由于菌种的自然变异引起菌种不纯。因此，要 经常进行菌种的分离纯化，不断提供新的斜面菌株供生产使 用。
6.种子的扩大培养
生产车间种子制备阶段：
种子培养在种子罐里面进行，一般在工程归为发酵车间管理， 因此形象地称这些培养过程为生产车间种子制备阶段。
二、实验室阶段 1、培养物选择的原则 目的：种子扩培到一定的量和质，根据菌种的特点最终 的培养物可分为两类： 对于不产孢子和芽胞的微生物 ——获得一定数量和室阶段的种子 扩大培养最终是获得一定数量和质量的菌体，如谷氨酸 的种子培养。
生产过程中经常出现种子质量不稳定的现象，其主要原因是原材 料质量波动。 原材料质量的波动，起主要作用的是其中无机离子含量不同，如 微量元素Mg2+ 、Cu2+ 、Ba2+能刺激孢子的形成。磷含量太多或 太少也会影响孢子的质量。 以培养菌体为目的，种子罐与发酵罐培养基成分一致较好。 主要是碳源、氮源、无机盐、生长素和水等。 选用原则：组分简单，来源丰富，价格便宜，取材方便等。
不同接种量影响菌体的生长和发酵
发酵前期发酵液作为种子，发酵指数明显提高, 发酵后期菌体自溶明显，影响提炼收率.
20%种子罐＋10%发酵罐前期发酵液效果最好
本章小节：
了解种子扩培的工艺过程及其中的基本概念
理解种子扩培的目的和要求
掌握控制种子质量的基本方法和手段
在原料方面： 不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于发 酵培养 基，这有两个方面的原因: 一是成本 二是驯化
例：柠檬酸发酵
以蔗糖为原料
成分 麦芽汁 蔗糖 NH4NO3 K2HPO4 MgSO4.H2O KCl 琼脂
斜面 麦汁
种子罐
发酵
2.5-5% 0.225% 0.03% 0.025%
20% 0.11% 0.025% 0.015%
8.生产发酵罐的无菌接种
生产规模发酵罐的接种，包括两个方面： –从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器中移种入一个种子罐. –从一个种子罐移入另一个生产发酵罐中。
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2、对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，可
以用液体培养法。
1、孢子的制备
A、细菌孢子的制备 细菌的斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富 的配方。
培养温度一般为37˚C。
细菌菌体培养时间一般为1-2天，产芽孢的细菌
培养则需要5-10天。
1、孢子的制备
B、霉菌孢子的制备 霉菌孢子的培养一般以大米、小米、玉米、麸 皮、麦粒等天然农产品为培养基。
培养的次数，取决于：菌种生长特性、孢子发芽及 菌体繁殖速度；所采用发酵罐的容积。
1、种子罐级数的确定
细菌：生长快，种子用量比例少，级数也较少，二级发酵。 茄子瓶→种子罐→发酵罐 霉菌： 生长较慢，如青霉菌，三级发酵
孢子悬浮液→一级种子罐（27˚C,40小时孢子发
芽，产生菌丝 ）→二级种子罐（ 27˚C,10-24小 时，菌体迅速繁殖，粗壮菌丝体）→发酵罐
培养的温度一般为25-28˚C。
培养时间一般为4-14天。
1、孢子的制备 C、放线菌孢子的制备
放线菌的孢子培养一般采用琼脂斜面培养基， 培养基中含有一些适合产孢子的营养成分，如麸皮 、豌豆浸汁、蛋白胨和一些无机盐等。 培养温度一般为28˚C。
培养时间为5-14天。
2、液体种子制备
A、好氧培养：
对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，如产
锥形瓶（23℃）→卡式罐（40L，20℃）→汉生罐
（13～15℃）→一级繁殖罐（12～13℃）→二级繁
殖罐（12～11℃） →发酵罐（10℃）
B、培养条件
湿度: 制备斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量和质 量有较大的影响。
pH：
主要是H＋对微生物生命活动的影响。
B、培养条件
通气量与搅拌：
微生物不同阶段对氧的需求是不同的，通常在种子扩 培过程中，前期需氧量大，后期较小。搅拌有利于传质，
放线菌：生长更慢，采用四级发酵 酵母： 比细菌慢，比霉菌，放线菌快，通常用一级种子
确定种子罐级数需注意的问题
1、种子级数越少越好，可简化工艺和控制，减
少染菌机会；
2、种子级数太少，接种量小，发酵时间延长，
降低发酵罐的生产率，增加染菌机会；
3、虽然种子罐级数随产物的品种及生产规模而 定。但也与所选用工艺条件有关。如改变种子罐 的培养条件，加速了孢子发芽及菌体的繁殖，也 可相应地减少种子罐的级数。
传氧。但不可过于剧烈。
例如，青霉素的生产菌种在制备过程中将通气充足 和不足两种情况下得到的种子分别接入发酵罐内，它们的 发酵单位可相差1倍。但也有例外，例如土霉素生产菌， 一级种子罐的通气量小对发酵有利。
B、培养条件
斜面冷藏时间
斜面冷藏对孢子质量的影响与孢子成熟程度有关。如土 霉素生产菌种孢子斜面培养4天左右即于4˚C冰箱保存，发
则为采用易被菌利用的成分如葡萄糖、玉米浆、
磷酸盐等，如果是需氧菌，同时还需供给足够的
无菌空气，并不断搅拌，使菌（丝）体在培养液
中均匀分布，获得相同的培养条件。
1、种子罐级数的确定
种子罐的作用：主要是使孢子发芽，生长
繁殖成菌丝，接入发酵罐能迅速生长，达到一定的 菌体量，以利于产物的合成。
种子罐的级数：是指制备种子需逐级扩大
现冷藏7-8天菌体细胞开始自溶。而培养5天以后冷藏，20天
未发现自溶。 冷藏时间对孢子的生产能力也有影响。例如在链霉素生 产中，斜面孢子在6℃冷藏两个月后的发酵单位比冷藏一个 月降低18%，冷藏3个月后降低35%。
2、种子质量的控制措施
种子质量的最终指标是考察其在发酵罐中所表 现出来的生产能力。因此首先必须保证生产菌种的 稳定性，其次是提供种子培养的适宜环境保证无杂
2、接种龄与接种量
接种量：
指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。
接种量的大小决定于生产菌种在发酵罐中生长繁殖的 速度，采用较大的接种量可以缩短发酵罐中菌丝繁殖达到高 峰的时间，使产物的形成提前到来，并可减少杂菌的生长机 会。 接种量过大或者过小，均会影响发酵。过大会引起溶 氧不足，影响产物合成；而且会过多移入代谢废物，也不经 济；过小会延长培养时间，降低发酵罐的生产率。
2、接种龄与接种量 通常接种量;
细菌1-5% 酵母菌5-10%
霉菌7-15%，有时20-25%
为加大接种量，还采用双种法（2个种子罐对1
个发酵罐）或倒种法（倒出部分发酵液作为种子给
另一发酵罐），还有分割法，添加法。
3、种ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ质量的判断标准
A.菌体总量(以保证在大发酵罐中有适当的接种量);
B.细胞或菌体的形态、浓度及培养液的外观等;
第三章 种子的扩大培养
谭龙飞 2011.9-12
一、定义
指将保存在砂土管、冷冻干燥管等中的 处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后, 再经扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得 一定数量和质量的纯种(种子)过程。这些纯种 培养物称为种子。
二、任务
为每次发酵罐的投料提供纯而壮的、活 力旺盛的、接种数量足够的菌种。
链霉素的灰色链霉菌（S. griseus）、产卡那霉素
的卡那链霉菌（S. Kanamuceticus）可以用摇瓶液
体培养法。将孢子接入含液体培养基的摇瓶中，于 摇瓶机上恒温振荡培养，获得菌丝体，作为种子。
试管→三角瓶→摇床→种子罐
2、液体种子制备 B、厌氧培养：
对于酵母菌（啤酒，葡萄酒，清酒等）
试管→三角瓶→卡式罐→种子罐
2、生产车间种子制备阶段
种子罐逐级扩大培养。
种子罐之间或发酵罐间的移种方式主要采用差
压法,由种子接种管道进行移种。
（一）、实验室种子的制备
实验室种子的制备一般采用两种方式：
1、对于产孢子能力强的及孢子发芽、生长繁殖
快的菌种可以采用固体培养基培养孢子，孢子可直
接作为种子罐的种子，这样操作简便，不易污染杂
菌侵入，以获得优良种子。
A.菌种稳定性的检查
B.无（杂菌）检查
3、生产发酵罐的无菌接种 生产规模发酵罐的接种，包括两个方面：
A.从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器中移种入 一个种子罐， B.从一个种子罐移入另一个生产发酵罐中。
从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器接种
从种子罐接种
思考题
菌种的扩大培养中影响种子质量的因 素有哪些？如何控制种子质量？
好。
B、培养条件
温度:
温度对多数品种斜面孢子质量有显著的影响。 主要影响酶反应和生命运动。如土霉素生产菌种在 高于37˚C培养时，孢子接入发酵罐后出现糖代谢变
慢，氨基氮回升提前，菌丝过早自溶，效价降低等
现象。一般各生产单位都严格控制孢子斜面的培养 温度。
实例:啤酒扩培
液体试管（28℃） →小锥形瓶（25℃）→大
斜面冷藏时间；
染菌
A、原材料质量与培养基
生产过程中经常出现种子质量不稳定的现象，其主要原
因是原材料质量波动。
原材料质量的波动，起主要作用的是其中无机离子含量 不同，如微量元素Mg2+ 、Cu2+ 、Ba2+能刺激孢子的形成。 磷含量太多或太少也会影响孢子的质量。 以培养菌体为目的，种子罐与发酵罐培养基成分一致较
2、接种龄与接种量 种龄：
指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发 酵罐时的培养时间。 通常种龄是以处于生命力极旺盛的对数生长期，菌体量 还未达到最大值时的培养时间较为合适。时间太长，菌种趋 于老化，生产能力下降，菌体自溶；种龄太短，造成发酵前 期生长缓慢。 不同菌种或同一菌种工艺条件不同，种龄是不一样的， 一般需经过多种实验来确定。嗜碱性芽孢杆菌生产碱性蛋白 酶，12小时最好。
三、作为种子的准则
1、生命旺盛有活力,移种至发酵罐后能迅速生 长,缩短延迟期； 2、菌体总量适宜,以保证在大发酵罐中有适当 的接种量； 3、生理状态稳定； 4、无杂菌；
5、保持稳定的生产能力。
四、种子制备工艺 1、实验室种子制备阶段
包括孢子制备和摇瓶种子制备,即琼脂斜面、 固体培养基扩大培养或摇瓶液体培养;
C.种子液的糖、氮、磷含量和pH的变化等生化指标; D.种子液中产物的生成量; E.种子液某种酶的活力; F.无杂菌;
G.生理状态及生产上的稳定性。
4、种子异常的现象 A.种子生长发育缓慢或过快 B.菌丝结团 C.菌丝粘壁
（三）、种子质量的控制与无菌接种
1、影响种子质量的因素 原料质量和培养基； 培养条件；
3、其它
表面培养法：
对于不产孢子的细菌，如谷氨酸棒杆菌等。 可利用茄子瓶，克氏瓶等。
固态培养法：
对于一些产孢子能力强，以及孢子发芽，生长 繁殖快的菌种。用孢子直接接种罐，简便，不易污 染。 利用三角瓶，克氏瓶等。
（二）、生产车间种子制备
实验室制备的孢子或液体种子移种至种子罐
扩大培养。
种子罐的培养基虽因不同菌种而异，但其原