菌種

菌種

活細胞催化劑的微生物
用于發酵過程作為活細胞催化劑的微生物,包括細菌、放線菌、酵母菌和黴菌四大類。[1]來源于自然界大量的微生物,從中經分離并篩選出有用菌種,再加以改良,貯存待用于生産。是從事微生物學及生命科學研究的基本材料,在醫學領域中,診斷制品的制備,菌苗的生産、微生物緻病性研究。
    中文名:菌種 拉丁學名: 别名: 界: 門: 亞門: 綱: 亞綱: 目: 亞目: 科: 亞科: 族: 屬: 亞屬: 種: 亞種: 分布區域: 英文名:Strain 作用:活細胞催化劑的微生物

基本信息

簡介

【注音】jǚnzhǒng

【釋義】是指食用菌、工業菌、農用菌菌絲體及其生長基質組成的繁殖材料。菌種是從事微生物學及生命科學研究的基本材料,在醫學領域中,診斷制品的制備,菌苗的生産、微生物緻病性研究,藥物的抑菌試驗及藥品微生物檢驗等都有一套完整的菌種菌種分為母種(一級種)、原種(二級種)和栽培種(三級種)三級。

法律規定

2006年3月中華人民共和國農業部發布的《食用菌菌種管理辦法》規定:“農業部主管全國菌種工作。縣級以上地方人民政府農業(食用菌,下同)行政主管部門負責本行政區域内的菌種管理工作。”“縣級以上地方人民政府農業行政主管部門應當加強食用菌種質資源保護和良種選育、生産、更新、推廣工作,鼓勵選育、生産、經營相結合。”

篩選

用于發酵過程作為活細胞催化劑的微生物,包括細菌、放線菌、酵母菌和黴菌四大類。來源于自然界大量的微生物,從中經分離并篩選出有用菌種,再加以改良,貯存待用于生産。

菌種篩選工業發酵的有用菌種,其篩選步驟包括菌種分離、初篩和複篩,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,用無菌水稀釋後,塗布于置有适宜細菌、放線菌或黴菌生長的瓊脂培養基平皿上,并将其倒置于恒溫箱中,培養一定時間,平皿上長出的許多單個菌落(單一微生物的集落)經分别分離後即為各種純種菌株,簡稱純種,移種至試管斜面培養基上,置4℃冰箱備用。

根據不同的篩選目的,采用不同的篩選模型。如常規篩選抗生素産生菌的方法是将土壤中分離所得的純種,在含有瓊脂培養基的平皿上培養後,用打孔器将菌塊移至含有試驗菌的瓊脂培養基上,在适宜的溫度下培養一定時間後取出,如在菌塊的周圍有透明的抑菌圈,則表明此菌種具有産生抑制試驗菌生長的抗菌物質的能力。

所得菌種經過搖瓶液體發酵,測定發酵液或菌絲體内抗生素的含量,選出生産能力高的菌種。另一方面對所提取的抗生素進行結構分析、藥理試驗及臨床試驗等,确為有效者,即可作為生産菌種。

又如篩選脂肪酶生産菌種的方法是将分離所得的黴菌塗布于含有牛脂的瓊脂培養基上,恒溫培養一定時間,如菌落周圍出現透明圈的,則該菌具有分解脂肪的能力,進一步作搖瓶發酵測定酶活力,挑選産量高者作生産菌種的出發菌株。

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菌株)的遺傳因子DNA發生突變、重組,從而從中選出産量高、成品質量好或具有新的培養特性如耐産物抑制、能利用廉價原料以及具有生産新品種能力的優良菌種。采用的方法有誘變育種、雜交育種、細胞融合技術和重組DNA技術。

誘變育種是利用誘變因子如紫外線、钴-60、乙烯亞胺類等物理或化學誘變劑處理生産菌株的單孢子懸浮液,以獲得誘發突變株。随後進行突變株的篩選,從中篩選高産菌株。由于随機的突變群體中,有益突變所占比例很低,要獲得高産突變株必須進行大量篩選。

近年來,随着發酵代謝控制研究的發展,可根據生物合成途徑中的反應點,并通過它們的改變以提高産率或其他特性,如選育抗産物反饋抑制的突變株、增加細胞透性的突變株及營養缺陷型的突變株等。這種“理性篩選法”廣泛應用于氨基酸産生菌的選育。

菌種制備

也稱種子制備,是指菌種在一定條件下,經過擴大培養成為具有一定數量和質量的純生産菌種的制備過程。以作接入發酵罐中進一步擴

大菌體量及合成産物之用。種子制備包括孢子制備和菌絲體制備(見圖),其中(1)~(4)為孢子制備過程。保存在沙土管或冷凍管中的生産菌種,用無菌手續挑取少許,接入瓊脂斜面培養基上,在25℃(或較高溫度)下培養5~7天(或較長時間)。所得孢子還需進一步用較大表面積的固體培養基以獲得更多孢子,對于黴菌類孢子制備,多數采用大米、小米之類的天然培養基。

将培養成熟的斜面孢子制成懸浮液,接種到扁瓶固體培養基上,于25~28℃培養14天。将成熟的扁瓶孢子于真空中抽幹,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産上延續使用半年左右。放線菌孢子的培養基大多是采用麸皮或豌豆浸出液、牛肉膏及無機鹽與瓊脂制成的。将斜面孢子接入擴大的扁瓶孢子培養基中,于28~37℃培養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産菌種不産孢子,如赤黴素産生菌或産孢子不多的,則可采用搖瓶液體培養制得菌絲體,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芽、生長、繁殖成大量菌體。

其中的培養基組分應是易于被菌體利用的碳源(如葡萄糖)和氮源(如玉米漿等),及無機鹽(如磷酸鹽)等。作為發酵罐(7)的種子應是生命力旺盛、染色深、菌絲粗壯,無雜菌及異常菌體。接種量一般在10%~20%。

菌種保存

使優良菌種的性狀保持穩定,人為地創造條件,使菌種的新陳代謝活動處于不活潑狀态,即選取優良菌種的休眠體(孢子或芽孢)或富有生命力的懸浮液在低溫或脫水狀态下保存。

低溫保存法

①簡單保存法,将瓊脂斜面孢子培養物、菌絲懸浮液以及由麸皮、大米、小米等谷物原料制成的孢子培養物置于4℃冰箱保存,保存時間不超過1~2個月,若将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,保持時間可達3~4個月;

②液氮超低溫保存法,将生長穩定期的細胞懸浮在10%甘油或其他低冰點液體中,密封于安瓿管内,然後控制冷卻速度,使安瓿管溫度逐步下降至-35℃時,即可置于-150~-196℃的液氮罐中保存。大多數微生物如病毒、噬菌體、多種細菌、放線菌、酵母和原蟲、特别是一些用冷凍幹燥法有困難的微生物,都可用此法長期保存。

脫水保存法

①沙土保存法,能産孢子的細菌、放線菌及黴菌可采用此法保存,即将沙和土以3:2比例混合,經稀酸處理洗淨過篩,裝入小試管内,裝置高度為1cm;滅菌2~3次,烘幹後即可将在斜面培養基上生長良好的孢子,用無菌蒸餾水2~2.5ml制成孢子懸液,吸取少許加入沙土管中,經真空抽幹,外觀呈松散狀态,于4℃冰箱保存,保存期可達5~7年。

②冷凍幹燥法,将孢子懸浮液與保護劑(一般用脫脂牛奶或血清)相混合,放在安瓿管内于-20~-30℃的乙醇浴中速凍。然後,在低溫下用真空泵抽幹,并用五氧化二磷或幹冰使水汽結凍,熔封安瓿管,于低溫下保存。保存期可達5~10年之久。

③石蠟油封存法,在斜面菌種培養物上,倒上滅菌後的石蠟油,高出斜面1cm,于4℃冰箱或低溫幹燥處保存,此法不适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(相當于植物的種子),但在實際生産中,常将經過人工培養的純菌絲體連同培養基質一同叫做菌種.

二,菌種的類型在生産中根據菌種的來源,繁殖代數及生産目的,把菌種分為母種,原種和栽培種.分别叫一級種,二級種,三級種.

母種:将純菌絲體或孢子在試管培養基中繁殖而成.可以繁殖原種,也适宜菌種保藏.

原種:母種菌絲在固體培養基上繁殖而成.這一過程增強菌絲對培養環境的适應性,又起到擴繁的作用.原種可以直接出菇.

栽培種:由原種擴繁而成.主要是為了擴繁,為生産提供足夠的菌種

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,稱為菌種的分離。常用的分離方法有下列3種:

組織分離法

先将所需的野生或家種藥用真菌采集回來,選取新鮮、個體大、壯實、中齡及無病蟲害的子實體(或菌核、菌索),作為分離用的材料。若為子實體,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(如蜜環菌)。再用0.1%升汞或75%酒精進行表面消毒2分鐘,用無菌水(或冷開水)沖洗數次,洗淨殘留的藥液後切成小塊。

然後,放入PDA培養基的試管或培養皿上,置24~26℃溫度下,培養5~7天。在分離的真菌組織周圍見長有白色菌絲時,應及時将菌絲移至斜面試管培養基上,再置溫度24~26℃下培養7~10天,即得純菌種。所得的純菌種還可繼續擴大培養或保藏。

孢子分離

又可分為以下幾種方法:

(1)褶上塗抹法:選取新鮮、健壯、未開傘、未破裂的子實體,洗淨後用0.1%升汞或75%酒精表面滅菌2分鐘,然後連同培養基一起放入接種箱内,經福爾馬林熏蒸消毒12~24小時,再按無菌操作技術将接種環在子實體菌褶上塗抹,把塗抹後帶孢子的接種環在培養基上劃線接種,,最後置于25~28℃恒溫箱内培養,可得純菌種。

(2)孢子印采集法:取滅過菌的載玻片、試紙或黑布,置于新鮮、未開傘或未開裂的子體菌褶的下方。經24小時後,便落下孢子,形成印痕(即孢子印)。然後,用接種環或玻璃棒蘸取孢子,接種在平面或斜面培養基上,進行恒溫培養,可得純菌種。

(3)孢子收集器采集法:孢子收集器由玻璃鐘罩、培養皿、三角架、搪瓷盤等組成。鐘罩下為一搪瓷盤,直徑25厘米左右,盤内先墊襯4~6層紗布,中央放1副9厘米直徑的培養皿,大蓋口朝下,上放小的,口向上。然後,在上面小的培養皿上放1隻鉛絲繞成的三角架,再将帶孔的玻璃鐘罩蓋上,頂上罩孔用棉塞塞好,最後,用紗布包好整個孢子收集器,置于高壓滅菌鍋或蒸籠内滅菌2小時。

孢子收集器滅菌消毒後,放入無菌室或無菌箱内。然後,用小刀割取1塊4~5厘米大小的子實體,插在收集器内的三角架頂上(若無孢子收集器,也可用培養皿代替)。再置于溫度24~26℃下培養24小時,培養皿中便可見到白色粉狀物,此即為孢子。

此時,可将孢子收集器再移至接種箱内,取出培養皿,蓋好,并在培養皿内加入10~2毫升的無菌水,使孢子散于本中,成為孢子懸浮液。然後,再用無菌打針筒或吸管吸取孢子懸浮液,接種于試管斜面培養基上,每管注2~3滴。置于24~26℃溫度下培養5~7天,培養基上便可長出白色菌落。

待菌落直徑有0.5厘米時,選健壯的菌落,再移接于另一試管的斜面培養基上培養。當白色菌絲長滿試管時,便得純菌種。

寄主分離法

即從生長有某種真菌的寄主體上(如茯苓、木耳木段)取下木片,進行分離的方法。如木耳制種時,可選野生、朵大、出耳多、質厚的耳棒(即長有木耳的木段)。采集後,削去耳根下的樹皮,将其橫斷面鋸成1厘米厚的木片,在無菌條件下,切去無耳菌絲部分,留下有耳菌絲部分,浸入0.1%升汞水中1分鐘,取出再用無菌水沖去木片上的汞液。

然後,用解剖刀将木片切成0.5厘米的小塊,放入斜面培養基内,置24~26℃下培養,及時淘汰雜菌,選取純菌絲進行移植培養,即得菌種。

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