菌种的选育

第一章菌种选育

第一节工业常用微生物及要求

一、常见微生物

（一）细菌（bacteria）

发酵工业中常用的细菌主要是杆菌,主要有：

Acetobacter）醋杆菌属（

Lactobacillus）乳杆菌属（

Bacillus）:α-淀粉酶，蛋白酶，肌苷、鸟苷等核苷。其中最为重要的是枯草芽孢杆菌杆菌属（Bacillus subtilis）（

（Brevibacterium）：谷氨酸短杆菌属

Corynebacterium）：谷氨酸棒杆菌属（（二）放线菌（actinomyces）

属原核微生物（有菌丝体，无横隔，不具完整的核。）最大的经济价值在于产生多种抗生素（antibiotic）。

Streptomyces）：红，金，土，氯，链霉素链霉菌（Micromonospora）：庆大霉素小单孢菌属（（三）霉菌（mould）

亦称丝状真菌（不是分类学上的名词，凡在营养基质上形成绒毛状，网状或絮状菌丝的真菌统称霉菌。）

Aspergillus）曲霉属（1.

A. niger）产蛋白酶，淀粉酶，果酸酶，变异菌株产柠檬黑曲霉（

酸

A. oryzae）产淀粉酶，蛋白酶，酿酒的糖化曲和酱油曲米曲霉（

A. flavus）产黄曲霉毒素黄曲霉（

米曲霉和黄曲霉均为半知菌。

Penicillum）：例如桔子上的绿色斑点青霉属（ 2.

P. citrinum）：产生5'－磷酸二酯酶，降解核糖核酸为桔青霉（四个单核苷酸。

Rhizopus 3.）接合菌根霉属（

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R. oryzae）米根霉（

R. chinensis）华根霉（

酒药和酒曲中含有米根霉或华根霉。

Monascus） 4.红曲霉属（

淀粉酶，麦芽糖酶，蛋白酶，柠檬酸等。可生产食用红色素。

（四）酵母（yeast）

单细胞真核微生物，低等真菌。

Saccharomyces）①酵母属（Saccharomyces cerevisiae）啤酒酵母（Candida）②假丝酵母属（Candida utilis）生产饲料酵母，其蛋白质和维生素含量都产朊假丝酵母（

比啤酒酵母高。可利用糖蜜，土豆淀粉废液生产人畜可食用蛋白质。

Pichia）③毕赤酵母属（

产膜酵母，在液面形成白膜，是酿造物和酒类饮料的污染菌。

（五）其它微生物

basidiomycetes） 1.担子菌（即菇类（mushroom）担子菌资源的利用已经引起人们的重视。可用于多糖及抗癌药物开发。

2. 藻类（alga）是分布极广的一类自养微生物资源，许多国家把它用作人类保健食品和饲料。从蛋白质产率看，螺旋藻是大豆的 28倍，每公顷珊列藻所得蛋白质是小麦的20～35倍。

（六）噬菌体（phage）凡用细菌和放线菌为生长菌株的发酵工业，均存在噬菌体的危害问题。噬菌体在自然界分布极为广泛。其三大特点是：

①体积比细菌小的多，可以通过细菌滤器。

②没有细胞结构，由核酸的蛋白质构成。

③营专性活物寄生，即只能在特异性寄主细胞中增殖。

烈性噬菌体——引起寄主细胞迅速裂解。受感染的细菌称敏感性细菌。

温和噬菌体——随寄主细胞的繁殖而繁殖。含温和噬菌体的细菌称溶原性细菌。. 2

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噬菌体危害以细菌和放线菌为生产菌株的发酵工业。

二、微生物工业对菌种的要求

1.原料廉价，生长迅速，目的产物产量高。

2.易控制培养条件，发酵周期较短。

3.抗杂菌和噬菌体的能力强。

4.菌种遗传性能稳定，不易变异和退化，不产生任何有害的生物活性物质和毒素，保证安全生产。

第二节工业微生物菌种的选育

在正常生理条件下，微生物依靠其代谢调节系统，趋向于快速生长和繁殖。但发酵工业需要培养微生物使其积累大量的代谢产物。所以要采取种种措施打破菌的正常代谢，积累所需要的代谢产物。如青霉素的原始菌种产黄色素，经菌种选育，可使产生菌不再分泌黄色素。土霉素产生菌产生大量泡沫，经诱变处理改变遗传特性可使泡沫减少，节省大量消泡剂。菌种经诱变获得抗phage的特性。

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，根据菌种的自发突变进行筛选而获得菌种

㈠从自然界分离获得菌种

1.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：

（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）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℃

（3）抑制不需要的菌类

分离细菌：加入丙酸钠以抑制霉菌，酵母

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

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3

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（1）划线法：简单、快速。

（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。

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，如右上图。

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，如右上图。

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，如右上图。

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。

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

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吸取准备好欲稀释的菌液

吸取充分均匀后的菌液