菌种的保藏知识

菌种的保藏知识

菌种保藏的一般方法

一、菌种保藏意义及保藏机构简介

菌种是一个国家所拥有的重要生物资源，菌种保藏（preservation）是一项重要的微生物学基础工作。菌种保藏机构的任务是在广泛收集实验室和生产菌种、菌株（包括病毒株甚至动、植物细胞株和质粒等）的基础上，将它们妥善保藏，使之达到不死、不衰、不乱以及便于研究、交换和使用的目的。为此，在国际上一些工业较发达的国家中都设有相应的菌种保藏机构。例如：中国微生物菌种保藏委员会（CCCCM），美国典型菌种保藏中心（ATCC），美国的“北部地区研究实验室”（NRRL），荷兰的霉菌中心保藏所（CBS），英国的国家典型菌种保藏所（NCTC），苏联的全苏微生物保藏所（UCM）以及日本的大阪发酵研究所（IFO）等都是有关国家有代表性的菌种保藏机构。

二、菌种保藏的原理简介

菌种保藏的具体方法很多，原理却大同小异。首先要挑选典型菌种（typeculture）的优良纯种，最好采用它们的休眠体（如分生孢子、芽孢等）；其次，还要创造一个适合其长期休眠的环境条件，诸如干燥、低温、缺氧、避光、缺乏营养以及添加保护剂或酸度中和剂等。

水分对生化反应和一切生命活动至关重要，因此，干燥尤其是深度干燥，在保藏中占有首要地位就不言而喻了。五氧化二磷、无水氯化钙和硅胶是良好的干燥剂，当然，高度真空还可同时达到驱氧和深度干燥的双重目的。

除水分外，低温乃是保藏中的另一重要条件。微生物生长的温度低限约在-30℃，可是，在水溶液中能进行酶促反应的温度低限则在-140℃左右。这或许就是为什么在有水分的条件下，即使把微生物保藏在较低的温度下，还是难以较长期地保藏它们的一个主要原因。在低温保藏中，细胞体积较大者一般要比较小者对低温更为敏感，而无细胞壁者则比有细胞壁者敏感。其原因同低温会使细胞内的水分形成冰晶，从而引起细胞结构尤其是细胞膜的损伤有关。如果放到低温（不是一般冰箱）下进行冷冻时，适当采用速冻的方法，可因产生的冰晶小而可减少对细胞的损伤。当从低温下移出并开始升温时，冰晶又会长大，故快速升温也可减少对细胞的损伤。当然，不同微生物的最适冷冻速度和升温速度也是不同的。例如，酵母的冷冻速度以每分钟10℃为宜，而红细胞则相应地为2000℃。冷冻时的介质对细胞损伤与否也有显著的影响。例如，0.5mol／L左右的甘油或二甲亚砜可透入细胞，并通过降低强烈的脱水作用而保护细胞；大分子物质如糊精、血清白蛋白、脱脂牛奶或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）虽不能透入细胞，但可能是通过与细胞表面结合的方式而防止细胞膜受冻伤。在实践中，发现用较低的温度进行保藏时效果更为理想，如液氮温度（-195℃）比干冰温度（-70℃）好，-70℃又比-20℃好，而-20℃则比4℃好。

一种良好的保藏方法，首先应能保持原菌的优良性状不变，同时还须考虑方法的通用性和操作的简便性。具体的菌种保藏方法很多，其原理和应用范围各有侧重，优缺点也有所差别，现将其归纳如下：

三、目前所用的菌种主要保存方法简介

1、传代培养保藏法；

2、液体石蜡覆盖保藏法；

3、载体保藏法；

4、寄主保藏法；

5、冷冻保藏法：液氮冷冻保藏法；

6、冷冻干燥保藏法。

斜面保藏 冷冻干燥保藏 矿油斜面覆盖保藏

液氮保藏用程控降温仪 冻干菌种库 液氮菌种保藏罐

1．传代培养保藏法

又有斜面培养、穿刺培养、疱肉培养基培养等（后者作保藏厌氧细菌用），培养后于4—6℃冰箱内保存。,一般要保存在5度,但因类而异,如霍乱,淋球,脑膜炎,厌氧菌,钩体等要保存于37度为宜.

2．液体石蜡覆盖保藏法

是传代培养的变相方法，能够适当延长保藏时间，它是在斜面培养物和穿刺培养物上面覆盖灭菌的液体石蜡，一方面可防止因培养基水分蒸发而引起菌种死亡，另一方面可阻止氧气进入，以减弱代谢作用。主要适用于霉菌,酵母菌,放线菌,需氧性细菌等的保存

3．载体保藏法 是将微生物吸附在适当的载体，如土壤、沙子、硅胶、滤纸上，而后进行干燥的保藏法。

1)土壤保存法:主要用于形成孢子回孢囊的微生物的保存,特别适用于真菌和放线菌不改变性状的长期保存.(2)砂土保存法:常用于梭状芽孢杆菌和一部分霉菌的保存,可保存数年.(3)硅胶保存法:本法对保存链孢霉菌较有效,对酵母菌的保存也较有效(4)磁珠保存法:用本法保存根瘤菌在室温下至少可保存2年半(5)滤纸保存法:适用于对干燥抵抗力较强的微生物,如油芽孢细菌和葡萄球菌.另外噬菌体,放线菌和丝状菌也可用本法.4.悬液保存法1)蒸溜水保存法:霉菌,酵母菌和放线菌的大部分,使其悬浮于蒸馏水中,可在室温下保存数年,青枯病假单孢杆菌也可用本法.(2)糖液保存法:过去用于保存酵母菌,但现在已不常用.(3)其他悬液保存法:如乳链球菌可用PBS 保存,放线菌可用0.125%稀琼脂液保存

4．寄主保藏法

用于目前尚不能在人工培养基上生长的微生物，如病毒、立克次氏体、螺旋体等，它们必须在生活的动物、昆虫、鸡胚内感染并传代，此法相当于一般微生物的传代培养保藏法。病毒等微生物亦可用其他方法如液氮保藏法与冷冻干燥保藏法进行保藏。

5．冷冻保藏法

可分低温冰箱（-20—-30℃，-50—-80℃）、干冰酒精快速冻结（约-70℃）和液氮（-196℃）等保藏法。1)低温冰箱保存法:多数微生物在-20度保存效果良好,(2)干冰保存法:-70度保存,(3)液氮保存法:保存温度克达到-196度,本法可说是使用范围最广的微生物保存法.

6．冷冻干燥保藏法.

使微生物在冷冻状态下,在减压下利用升华现象除去水份（真空干燥）,使细胞的生理活动事实上停止,从而长期维持生活状态,本法适用于大多数细菌和放线菌,另外病毒,噬菌体,立克次氏体,霉菌和酵母菌在多数情况下用本法保存。

有些方法如滤纸保藏法、液氮保藏法和冷冻干燥保藏法等均需使用保护剂来制备细胞悬液，以防止因冷冻或水分不断升华对细胞的损害。保护性溶质可通过氢和离子键对水和细胞所产生的亲和力来稳定细胞成分的构型。保护剂有牛乳、血清、糖类、甘油、二甲亚砜等。

四、菌种保藏常用的器材

所要保存的微生物；

肉膏蛋白胨斜面培养基，灭菌脱脂牛乳，灭菌水，化学纯的液体石蜡，甘油，五氧化二磷，河沙，瘦黄土或红土，冰块、食盐，干冰，95％酒精，10％盐酸，无水氯化钙；

灭菌吸管，灭菌滴管，灭菌培养皿，管形安瓿管，泪滴形安瓿管（长颈球形底），40目与 100目筛子，油纸，滤纸条（0．5×1．2cm），干燥器，真空泵，真空压力表，喷灯，L形五通管，冰箱，低温冰箱（-30℃），液氮冷冻保藏器。

五、菌种保藏的操作步骤、应用范围及优缺点

1．斜面低温保藏法

将菌种接种在适宜的固体斜面培养基上，待菌充分生长后，棉塞部分用油纸包扎好，移至2—8℃的冰箱中保藏。

保藏时间依微生物的种类而有不同，霉菌、放线菌及有芽孢的细菌保存2—4个月，移种一次。酵母菌两个月，细菌最好每月移种一次。

此法为实验室和工厂菌种室常用的保藏法，优点是操作简单，使用方便，不需特殊设备，能随时检查所保藏的菌株是否死亡、变异与污染杂菌等。缺点是容易变异，因为培养基的物理、化学特性不是严格恒定的，屡次传代会使微生物的代谢改变，而影响微生物的性状；污染杂菌的机会亦较多。

2．液体石蜡保藏法

（1）将液体石蜡分装于三角烧瓶内，塞上棉塞，并用牛皮纸包扎，1．05kg/cm2>，121．3℃灭菌30分钟，然后放在40℃温箱中，使水汽蒸发掉，备用。

（2）将需要保藏的菌种，在最适宜的斜面培养基中培养，使得到健壮的菌体或孢子。（3）用灭菌吸管吸取灭菌的液体石蜡，注入已长好菌的斜面上，其用量以高出斜面顶端1cm 为准（图Ⅶ-12），使菌种与空气隔绝。

（4）将试管直立，置低温或室温下保存（有的微生物在室温下比冰箱中保存的时间还要长）。此法实用而效果好。霉菌、放线菌、芽孢细菌可保藏2年以上不死，酵母菌可保藏1—2年，一般无芽孢细菌也可保藏1年左右，甚至用一般方法很难保藏的脑膜炎球菌，在37℃温箱内，亦可保藏3个月之久。此法的优点是制作简单，不需特殊设备，且不需经常移种。缺点是保存时必须直立放置，所占位置较大，同时也不便携带。从液体石蜡下面取培养物移种后，接种环在火焰上烧灼时，培养物容易与残留的液体石蜡一起飞溅，应特别注意。

3．滤纸保藏法

（1）将滤纸剪成0．5×1．2cm的小条，装入0．6×8cm的安瓿管中，每管1—2张，塞以棉塞，1．05kg/cm2>，121．3℃灭菌30分钟。

（2）将需要保存的菌种，在适宜的斜面培养基上培养，使充分生长。

（3）取灭菌脱脂牛乳1—2ml滴加在灭菌培养皿或试管内，取数环菌苔在牛乳内混匀，制成浓悬液。

（4）用灭菌镊子自安瓿管取滤纸条浸入菌悬液内，使其吸饱，再放回至安瓿管中，塞上棉