菌種 - 活細(xì)胞催化劑的微生物
用于發(fā)酵過(guò)程作為活細(xì)胞催化劑的微生物,包括細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌四大類。來(lái)源于自然界大量的微生物,從中經(jīng)分離并篩選出有用菌種,再加以改良,貯存待用于生產(chǎn)。是從事微生物學(xué)及生命科學(xué)研究的基本材料,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,診斷制品的制備,菌苗的生產(chǎn)、微生物致病性研究。

基本信息
簡(jiǎn)介
【注音】jǚnzhǒng
【釋義】是指食用菌、工業(yè)菌、農(nóng)用菌菌絲體及其生長(zhǎng)基質(zhì)組成的繁殖材料。菌種是從事微生物學(xué)及生命科學(xué)研究的基本材料,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,診斷制品的制備,菌苗的生產(chǎn)、微生物致病性研究,藥物的抑菌試驗(yàn)及藥品微生物檢驗(yàn)等都有一套完整的菌種菌種分為母種(一級(jí)種)、原種(二級(jí)種)和栽培種(三級(jí)種)三級(jí)。
法律規(guī)定
2006年3月中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《食用菌菌種管理辦法》規(guī)定:“農(nóng)業(yè)部主管全國(guó)菌種工作??h級(jí)以上地方人民政府農(nóng)業(yè)(食用菌,下同)行政主管部門(mén)負(fù)責(zé)本行政區(qū)域內(nèi)的菌種管理工作?!薄翱h級(jí)以上地方人民政府農(nóng)業(yè)行政主管部門(mén)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)食用菌種質(zhì)資源保護(hù)和良種選育、生產(chǎn)、更新、推廣工作,鼓勵(lì)選育、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)相結(jié)合。”
篩選
用于發(fā)酵過(guò)程作為活細(xì)胞催化劑的微生物,包括細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌四大類。來(lái)源于自然界大量的微生物,從中經(jīng)分離并篩選出有用菌種,再加以改良,貯存待用于生產(chǎn)。
菌種篩選工業(yè)發(fā)酵的有用菌種,其篩選步驟包括菌種分離、初篩和復(fù)篩,挑選具有某種能力的有用菌種。
菌種分離首先是從土壤或腐生植物中收集含菌樣品,用無(wú)菌水稀釋后,涂布于置有適宜細(xì)菌、放線菌或霉菌生長(zhǎng)的瓊脂培養(yǎng)基平皿上,并將其倒置于恒溫箱中,培養(yǎng)一定時(shí)間,平皿上長(zhǎng)出的許多單個(gè)菌落(單一微生物的集落)經(jīng)分別分離后即為各種純種菌株,簡(jiǎn)稱純種,移種至試管斜面培養(yǎng)基上,置4℃冰箱備用。
根據(jù)不同的篩選目的,采用不同的篩選模型。如常規(guī)篩選抗生素產(chǎn)生菌的方法是將土壤中分離所得的純種,在含有瓊脂培養(yǎng)基的平皿上培養(yǎng)后,用打孔器將菌塊移至含有試驗(yàn)菌的瓊脂培養(yǎng)基上,在適宜的溫度下培養(yǎng)一定時(shí)間后取出,如在菌塊的周?chē)型该鞯囊志?,則表明此菌種具有產(chǎn)生抑制試驗(yàn)菌生長(zhǎng)的抗菌物質(zhì)的能力。
所得菌種經(jīng)過(guò)搖瓶液體發(fā)酵,測(cè)定發(fā)酵液或菌絲體內(nèi)抗生素的含量,選出生產(chǎn)能力高的菌種。另一方面對(duì)所提取的抗生素進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、藥理試驗(yàn)及臨床試驗(yàn)等,確為有效者,即可作為生產(chǎn)菌種。
又如篩選脂肪酶生產(chǎn)菌種的方法是將分離所得的霉菌涂布于含有牛脂的瓊脂培養(yǎng)基上,恒溫培養(yǎng)一定時(shí)間,如菌落周?chē)霈F(xiàn)透明圈的,則該菌具有分解脂肪的能力,進(jìn)一步作搖瓶發(fā)酵測(cè)定酶活力,挑選產(chǎn)量高者作生產(chǎn)菌種的出發(fā)菌株。
改良制備
菌種改良
即采用遺傳育種的方法,使野生型菌株 - 從自然界分離篩選而得的出發(fā)菌株的遺傳因子DNA發(fā)生突變、重組,從而從中選出產(chǎn)量高、成品質(zhì)量好或具有新的培養(yǎng)特性如耐產(chǎn)物抑制、能利用廉價(jià)原料以及具有生產(chǎn)新品種能力的優(yōu)良菌種。采用的方法有誘變育種、雜交育種、細(xì)胞融合技術(shù)和重組DNA技術(shù)。
誘變育種是利用誘變因子如紫外線、鈷-60、乙烯亞胺類等物理或化學(xué)誘變劑處理生產(chǎn)菌株的單孢子懸浮液,以獲得誘發(fā)突變株。隨后進(jìn)行突變株的篩選,從中篩選高產(chǎn)菌株。由于隨機(jī)的突變?nèi)后w中,有益突變所占比例很低,要獲得高產(chǎn)突變株必須進(jìn)行大量篩選。
近年來(lái),隨著發(fā)酵代謝控制研究的發(fā)展,可根據(jù)生物合成途徑中的反應(yīng)點(diǎn),并通過(guò)它們的改變以提高產(chǎn)率或其他特性,如選育抗產(chǎn)物反饋抑制的突變株、增加細(xì)胞透性的突變株及營(yíng)養(yǎng)缺陷型的突變株等。這種“理性篩選法”廣泛應(yīng)用于氨基酸產(chǎn)生菌的選育。
菌種制備
也稱種子制備,是指菌種在一定條件下,經(jīng)過(guò)擴(kuò)大培養(yǎng)成為具有一定數(shù)量和質(zhì)量的純生產(chǎn)菌種的制備過(guò)程。以作接入發(fā)酵罐中進(jìn)一步擴(kuò)
大菌體量及合成產(chǎn)物之用。種子制備包括孢子制備和菌絲體制備(見(jiàn)圖),其中 - 1~ - 4為孢子制備過(guò)程。保存在沙土管或冷凍管中的生產(chǎn)菌種,用無(wú)菌手續(xù)挑取少許,接入瓊脂斜面培養(yǎng)基上,在25℃(或較高溫度)下培養(yǎng)5~7天 - 或較長(zhǎng)時(shí)間。所得孢子還需進(jìn)一步用較大表面積的固體培養(yǎng)基以獲得更多孢子,對(duì)于霉菌類孢子制備,多數(shù)采用大米、小米之類的天然培養(yǎng)基。
將培養(yǎng)成熟的斜面孢子制成懸浮液,接種到扁瓶固體培養(yǎng)基上,于25~28℃培養(yǎng)14天。將成熟的扁瓶孢子于真空中抽干,使水分降至10%以下,并放入4℃冰箱中備用。一次制得的孢子瓶可在生產(chǎn)上延續(xù)使用半年左右。放線菌孢子的培養(yǎng)基大多是采用麩皮或豌豆浸出液、牛肉膏及無(wú)機(jī)鹽與瓊脂制成的。將斜面孢子接入擴(kuò)大的扁瓶孢子培養(yǎng)基中,于28~37℃培養(yǎng)5~14天。
所獲得的大量孢子可直接作為種子罐的種子如果有些生產(chǎn)菌種不產(chǎn)孢子,如赤霉素產(chǎn)生菌或產(chǎn)孢子不多的,則可采用搖瓶液體培養(yǎng)制得菌絲體,作種子罐的種子。種子罐的目的是使接入有限的孢子或菌絲體迅速發(fā)芽、生長(zhǎng)、繁殖成大量菌體。
其中的培養(yǎng)基組分應(yīng)是易于被菌體利用的碳源(如葡萄糖)和氮源(如玉米漿等),及無(wú)機(jī)鹽 - 如磷酸鹽等。作為發(fā)酵罐 - 7的種子應(yīng)是生命力旺盛、染色深、菌絲粗壯,無(wú)雜菌及異常菌體。接種量一般在10%~20%。
菌種保存
使優(yōu)良菌種的性狀保持穩(wěn)定,人為地創(chuàng)造條件,使菌種的新陳代謝活動(dòng)處于不活潑狀態(tài),即選取優(yōu)良菌種的休眠體(孢子或芽孢)或富有生命力的懸浮液在低溫或脫水狀態(tài)下保存。
低溫保存法
①簡(jiǎn)單保存法,將瓊脂斜面孢子培養(yǎng)物、菌絲懸浮液以及由麩皮、大米、小米等谷物原料制成的孢子培養(yǎng)物置于4℃冰箱保存,保存時(shí)間不超過(guò)1~2個(gè)月,若將谷物原料制備的孢子瓶抽真空并在棉塞上浸蠟,以隔絕外界空氣和水汽,保持時(shí)間可達(dá)3~4個(gè)月;
②液氮超低溫保存法,將生長(zhǎng)穩(wěn)定期的細(xì)胞懸浮在10%甘油或其他低冰點(diǎn)液體中,密封于安瓿管內(nèi),然后控制冷卻速度,使安瓿管溫度逐步下降至-35℃時(shí),即可置于-150~-196℃的液氮罐中保存。大多數(shù)微生物如病毒、噬菌體、多種細(xì)菌、放線菌、酵母和原蟲(chóng)、特別是一些用冷凍干燥法有困難的微生物,都可用此法長(zhǎng)期保存。
脫水保存法
①沙土保存法,能產(chǎn)孢子的細(xì)菌、放線菌及霉菌可采用此法保存,即將沙和土以3:2比例混合,經(jīng)稀酸處理洗凈過(guò)篩,裝入小試管內(nèi),裝置高度為1cm;滅菌2~3次,烘干后即可將在斜面培養(yǎng)基上生長(zhǎng)良好的孢子,用無(wú)菌蒸餾水2~2.5ml制成孢子懸液,吸取少許加入沙土管中,經(jīng)真空抽干,外觀呈松散狀態(tài),于4℃冰箱保存,保存期可達(dá)5~7年。
②冷凍干燥法,將孢子懸浮液與保護(hù)劑(一般用脫脂牛奶或血清)相混合,放在安瓿管內(nèi)于-20~-30℃的乙醇浴中速凍。然后,在低溫下用真空泵抽干,并用五氧化二磷或干冰使水汽結(jié)凍,熔封安瓿管,于低溫下保存。保存期可達(dá)5~10年之久。
③石蠟油封存法,在斜面菌種培養(yǎng)物上,倒上滅菌后的石蠟油,高出斜面1cm,于4℃冰箱或低溫干燥處保存,此法不適用于能利用石蠟油作碳源的微生物,保存期為一年以上。
食用菌
一,菌種的概念原意是指孢子 - 相當(dāng)于植物的種子,但在實(shí)際生產(chǎn)中,常將經(jīng)過(guò)人工培養(yǎng)的純菌絲體連同培養(yǎng)基質(zhì)一同叫做菌種.
二,菌種的類型在生產(chǎn)中根據(jù)菌種的來(lái)源,繁殖代數(shù)及生產(chǎn)目的,把菌種分為母種,原種和栽培種.分別叫一級(jí)種,二級(jí)種,三級(jí)種.
母種:將純菌絲體或孢子在試管培養(yǎng)基中繁殖而成.可以繁殖原種,也適宜菌種保藏.
原種:母種菌絲在固體培養(yǎng)基上繁殖而成.這一過(guò)程增強(qiáng)菌絲對(duì)培養(yǎng)環(huán)境的適應(yīng)性,又起到擴(kuò)繁的作用.原種可以直接出菇.
栽培種:由原種擴(kuò)繁而成.主要是為了擴(kuò)繁,為生產(chǎn)提供足夠的菌種
分離
為了獲得某種真菌類藥材的純菌種,必須從其它微生物中分離出來(lái),稱為菌種的分離。常用的分離方法有下列3種:
組織分離法
先將所需的野生或家種藥用真菌采集回來(lái),選取新鮮、個(gè)體大、壯實(shí)、中齡及無(wú)病蟲(chóng)害的子實(shí)體(或菌核、菌索),作為分離用的材料。若為子實(shí)體,取其菌蓋或菌柄組織;若為菌核,取其全部(如麥角)或部分(如茯苓)菌核;若為菌索,取其部分根狀菌索(如蜜環(huán)菌)。再用0.1%升汞或75%酒精進(jìn)行表面消毒2分鐘,用無(wú)菌水(或冷開(kāi)水)沖洗數(shù)次,洗凈殘留的藥液后切成小塊。
然后,放入PDA培養(yǎng)基的試管或培養(yǎng)皿上,置24~26℃溫度下,培養(yǎng)5~7天。在分離的真菌組織周?chē)?jiàn)長(zhǎng)有白色菌絲時(shí),應(yīng)及時(shí)將菌絲移至斜面試管培養(yǎng)基上,再置溫度24~26℃下培養(yǎng)7~10天,即得純菌種。所得的純菌種還可繼續(xù)擴(kuò)大培養(yǎng)或保藏。
孢子分離
又可分為以下幾種方法:
- 1)褶上涂抹法:選取新鮮、健壯、未開(kāi)傘、未破裂的子實(shí)體,洗凈后用0.1%升汞或75%酒精表面滅菌2分鐘,然后連同培養(yǎng)基一起放入接種箱內(nèi),經(jīng)福爾馬林熏蒸消毒12~24小時(shí),再按無(wú)菌操作技術(shù)將接種環(huán)在子實(shí)體菌褶上涂抹,把涂抹后帶孢子的接種環(huán)在培養(yǎng)基上劃線接種,,最后置于25~28℃恒溫箱內(nèi)培養(yǎng),可得純菌種。
- 2)孢子印采集法:取滅過(guò)菌的載玻片、試紙或黑布,置于新鮮、未開(kāi)傘或未開(kāi)裂的子體菌褶的下方。經(jīng)24小時(shí)后,便落下孢子,形成印痕(即孢子?。H缓?,用接種環(huán)或玻璃棒蘸取孢子,接種在平面或斜面培養(yǎng)基上,進(jìn)行恒溫培養(yǎng),可得純菌種。
- 3)孢子收集器采集法:孢子收集器由玻璃鐘罩、培養(yǎng)皿、三角架、搪瓷盤(pán)等組成。鐘罩下為一搪瓷盤(pán),直徑25厘米左右,盤(pán)內(nèi)先墊襯4~6層紗布,中央放1副9厘米直徑的培養(yǎng)皿,大蓋口朝下,上放小的,口向上。然后,在上面小的培養(yǎng)皿上放1只鉛絲繞成的三角架,再將帶孔的玻璃鐘罩蓋上,頂上罩孔用棉塞塞好,最后,用紗布包好整個(gè)孢子收集器,置于高壓滅菌鍋或蒸籠內(nèi)滅菌2小時(shí)。
孢子收集器滅菌消毒后,放入無(wú)菌室或無(wú)菌箱內(nèi)。然后,用小刀割取1塊4~5厘米大小的子實(shí)體,插在收集器內(nèi)的三角架頂上(若無(wú)孢子收集器,也可用培養(yǎng)皿代替)。再置于溫度24~26℃下培養(yǎng)24小時(shí),培養(yǎng)皿中便可見(jiàn)到白色粉狀物,此即為孢子。
此時(shí),可將孢子收集器再移至接種箱內(nèi),取出培養(yǎng)皿,蓋好,并在培養(yǎng)皿內(nèi)加入10~2毫升的無(wú)菌水,使孢子散于本中,成為孢子懸浮液。然后,再用無(wú)菌打針筒或吸管吸取孢子懸浮液,接種于試管斜面培養(yǎng)基上,每管注2~3滴。置于24~26℃溫度下培養(yǎng)5~7天,培養(yǎng)基上便可長(zhǎng)出白色菌落。
待菌落直徑有0.5厘米時(shí),選健壯的菌落,再移接于另一試管的斜面培養(yǎng)基上培養(yǎng)。當(dāng)白色菌絲長(zhǎng)滿試管時(shí),便得純菌種。
寄主分離法
即從生長(zhǎng)有某種真菌的寄主體上(如茯苓、木耳木段)取下木片,進(jìn)行分離的方法。如木耳制種時(shí),可選野生、朵大、出耳多、質(zhì)厚的耳棒(即長(zhǎng)有木耳的木段)。采集后,削去耳根下的樹(shù)皮,將其橫斷面鋸成1厘米厚的木片,在無(wú)菌條件下,切去無(wú)耳菌絲部分,留下有耳菌絲部分,浸入0.1%升汞水中1分鐘,取出再用無(wú)菌水沖去木片上的汞液。
然后,用解剖刀將木片切成0.5厘米的小塊,放入斜面培養(yǎng)基內(nèi),置24~26℃下培養(yǎng),及時(shí)淘汰雜菌,選取純菌絲進(jìn)行移植培養(yǎng),即得菌種。
