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第二章 工业微生物产生菌的分离筛选
地理条件 (南方北方土壤)
工业微生物菌种,如抗生素产生菌,尤其是 霉菌、酵母菌,大多从南方土壤中筛选出来。 原因:南方温度高,温暖季节长,雨水多,相 对湿度高,植物种类多,植被覆盖面大,土壤 有机质丰富,造成得天独厚的微生物生长环境。
季节条件
冬季温度低,气候干燥,微生物生长缓慢,数量最少 春天随着气温的升高,微生物生长旺盛,数量逐渐增加 春季往往雨水多,土壤含水量高,通气不良 7~10个月处在较高的温度和丰富的植被下,土壤中 微生物数量比任何时候都多 秋季取样最好
采土样最好 的土层是 5~25cm 微生物类群较多,生长旺盛, 细菌、放线菌较多;霉菌、酵 母菌生产多
土壤酸碱度和植被状况
偏碱的土壤(pH7.0~7.5)环境,适合于细菌、放线 菌生长 偏酸的土壤(pH7.0以下)环境下,霉菌、酵母菌生长 旺盛 番茄地或腐烂番茄堆积处有较多维生素C生产菌 葡萄或其他果树根部附近土壤中酵母菌数量增多 豆科植物根瘤菌
分离厌氧菌时,可加入少量硫乙醇酸钠作为还原剂, 它能使培养基氧化还原电势下降,造成缺氧环境,有利 于厌氧菌的生长繁殖。 筛选霉菌时,可在培养基中加入四环素等抗生素抑 制细菌,使霉菌在样品的比例提高,从中便于分离到所 需的菌株
三、好气微生物的分离
经富集培养以后的样品,目的微生物得到增殖, 占了优势,其他种类的微生物在数量上相对减少,但 并未死亡。因此,经过富集培养后的样品,也需要进 一步通过分离纯化,把最需要的菌株直接从样品中分 离出来。 分离方法:一类较为粗放,“菌落纯”;一类较细 的单孢子或单细胞分离方法,“菌株纯”,“细胞 纯”。
高糖或高盐培养基可分离耐高渗透压微生物; 高糖或高盐培养基可分离耐高渗透压微生物;
1、控制培养基的营养成分
环境中含有较多某种物质,则其中能分解利用该 物质的微生物也较多。在分离该类菌株之前,可在增 殖培养基中人为加入相应的底物作惟一碳源或氮源。 那些能分解利用的菌株因得到充足的营养而迅速繁殖, 其他微生物则由于不能分解这些物质,生长受到抑制。 分离水解酶产生菌,可在富集培养基中以相应底 物为惟一碳源,加入含菌样品,给目的微生物以最 佳的培养条件(pH、温度、营养、通气等)进行培 养。能分解利用该底物的菌类得以繁殖,而其他微 生物则因得不到碳源无法生长,菌数逐渐减少。此 时分离将得到所需的微生物。
收集和筛选 的途径:
向菌种保藏机构索取有关的菌株,从中筛选所需 菌株 由自然界采集样品,如土壤、水、动植物体等, 从中进行分离筛选 从一些发酵制品中分离目的菌株,如从酱油中分 离蛋白酶产生菌,从酒醪中分离淀粉酶或糖化酶的 产生菌等
本章内容
一、 含微生物样品的采集 二、 富集培养 三、 好氧微生物的分离 四、厌氧微生物的分离
如分离真菌可在土豆培养基中加入链霉素; 如分离真菌可在土豆培养基中加入链霉素; 需注意, 需注意,所需菌型生长的结果有时会改变培 控制pH可分离嗜酸或嗜碱微生物; pH可分离嗜酸或嗜碱微生物 控制pH可分离嗜酸或嗜碱微生物; 养基的性质,从而改变选择压力。 养基的性质,从而改变选择压力。 分离细菌或放线菌可在培养基中加入制霉 菌素等 重复移植几次后接种少量已富集的培养物到 固体培养基上。 固体培养基上。 移植时间是关键, 移植时间是关键,应在所需菌种确已占优势 的情况下进行。 的情况下进行。
一、 含微生物样品的采集
1、从土壤中采样 土壤是微生物的王国,从土壤中几乎可以分 离到任何所需的菌株。 细菌(108)>放线菌(107)>霉菌(106)> 酵母菌(105)>藻类(104)>原生动物(103)
1)根据土壤特点采样
比较复杂,应根据分离目的来进行灵活掌握
土壤有机质含量和通气状况
有机质含量丰富:耕作土、菜园土和近 郊土壤 ;森林土壤,枯枝落叶多的土壤
2)采样方法
塑料袋编号并记录地点、土 壤质地、植被名称、时间及其 他环境条件 样品取回后应马上分离, 以免微生物死亡 路途遥远或者取样太多,选择性 培养基做好试管斜面
2、根据微生物生理特点采样
筛选产低温酶的微生物,可从冰窖、南极、深海等 采样分离耐高渗透压酵母菌,可到甜果、蜜饯、甘 蔗渣堆积处采样 森林土中有相当多枯枝落叶和腐烂的木头,富含纤维素 适合利用纤维素作碳源的纤维素酶产生菌生长。 肉类加工厂附近、饭店 排污沟,易分离到蛋白 酶和脂肪酶产生菌。面 粉加工厂等场所易分离 到产淀粉酶、糖化酶的菌
其要领是提供一些有利于所需菌株生长或不 利于其他菌型生长的条件,例如, 利于其他菌型生长的条件,例如,供给特殊的 基质或加入某些抑制剂。 基质或加入某些抑制剂。 在分离培养中加入抗生素或某试剂可增加选择性
高温下培养可将嗜热微生物和非嗜热微生物分开; 高温下培养可将嗜热微生物和非嗜热微生物分开; 控制氧可将好氧微生物和厌氧微生物分开; 控制氧可将好氧微生物和厌氧微生物分开;
分离解脂微生物(吐温为底物 尼罗红作指示剂) 吐温为底物, 又如 分离解脂微生物 吐温为底物,尼罗红作指示剂 豆油作底物 中性红(红~黄. 6.8~8.0. )指示 菌落周围呈红色圈 甘油三丁酸酯为底物 罗丹明B为指示剂 罗丹明 为指示剂 荧光圈
带正电、加美兰、 聚赖氨酸产生菌 (带正电、加美兰、排斥 呈现透明圈) 呈现透明圈)
透明圈的大小不能完全作为选择高产菌的依据, 透明圈的大小不能完全作为选择高产菌的依据, 因为在深层培养中的产酶单位与平板上圈的大小之 间并不完全成正比。 间并不完全成正比。 但作为初筛的手段是有意义的
2)、变色圈法 )、变色圈法
富集培养时,还需根据微生物的不同种类选用相 应的富集培养基,如淀粉琼脂培养基通常用于丝状 真菌的增殖,配方为(%):可溶性淀粉4,酵母浸 膏0.5,琼脂2,pH6.5~7.0。 特别注意酵母浸膏加量,过多会刺激菌丝生长, 而不利于孢子的产生。 根据微生物对环境因子的耐受范围具有可塑性的 特点,可通过连续富集培养的方法分离降解高浓 度污染物的环保菌。比如:降解高浓度苯胺的微 生物分离;环己烷降解菌的分离
3、抑制不需要的菌类
通过高温、高压、加入抗生素等方法减少非目的微 生物的数量,使目的微生物的比例增加,同样能够达到 富集的目的。 芽孢杆菌的筛选:芽孢具有耐高温特性,100℃很难杀 死,要在121℃才能彻底死亡。可先将土样加热到80℃ 或在50%乙醇溶液中浸泡1h,杀死不产芽孢的菌种后 再进行分离。 革兰氏阴性菌:富集培养基中加入适量的胆盐和十 二烷基磺酸钠
筛选高温酶产生菌通常从温泉、火山爆发处、堆肥等采样 油田附近的土壤中就容易筛选到利用碳氢化合物为碳源 的菌株
杨 尺 蠖
鳞翅目尺蛾科
赤 松 毛 虫
侧 柏 毛 虫
二、含微生物样品的富集培养
富集(enrichment)培养 富集(enrichment)培养 (enrichment) 是在目的微生物含量较少时,根据微生物 的生理特点,设计一种选择性培养基,创造 有利的生长条件,使目的微生物在最适的环 境下迅速地生长繁殖,数量增加,由原来自 然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种, 以利分离到所需的菌株。
透明圈法
变色圈法
生长圈法
抑菌圈法
1、稀释涂布法和划线分离法 、
1)稀释涂布法 稀释涂布法
2).平板划线分离法 平板划线分离法 采用无菌操作法, 采用无菌操作法, 以接种环沾取少许 待分离的样品, 待分离的样品,在 无菌平板表面进行 平行划线、扇形划 平行划线、 线或其他形式的连 续划线 ,如果划线 适宜的话, 适宜的话,微生物 能一一分散, 能一一分散,经培 养后,可在平板表 养后, 面得到单菌落。 面得到单菌落。
2、控制培养条件:pH、温度及通气
富集培养基的pH值调节到被分离微生物的要求 范围不仅有利于自身生长,也可排除一部分不需要 的菌类。 分离放线菌时,可将样品液在40℃恒温预处理20 分钟,有利于孢子的萌发,可以较大的增加放线菌 数目,达到富集的目的。 筛选极端微生物时,需针对其特殊的生理特性, 设计适宜的培养条件,达到富集的目的。 厌氧菌需要特殊的装置
第二章 工业微生物产生菌的分离筛选
菌株分离(separation)就是将一个混杂着各种 微生物的样品通过分离技术区分开,并按照实际要 求和菌株的特性采取迅速、准确、有效的方法对他 们进行分离、筛选,进而得到所需微生物的过程。 工业微生物产生菌的筛选:
一是从自然界分离所需要的菌株,二 是把分离到的野生型菌株进一步纯化并 进行代谢产物鉴别。
增殖培养
纯种分离
生产性能测定
筛
调查研究(包括资料查阅) 调查研究(包括资料查阅)
选
试验方案设计
工
采样
作
增殖条件探索 第一次增殖培养
程
第一次平板分离 第 次增殖培养 第一次
序
第 次平板分离
第 次
(11ຫໍສະໝຸດ )第三次平板分离第三次原种斜面 复筛 不纯 第四次平板分离 第三次菌种保藏
第四次原种斜面 初步工艺条件摸索 再复筛 1株3-5瓶 株 瓶 较优菌株 保藏及进一步做生产性能试 验或作为育种的出发菌株 某些必要试验和毒性试验 种子培养
比如分离淀粉酶产生菌:淀粉作为碳源 比如分离淀粉酶产生菌:
例如用此法分离产生碱性蛋白酶的芽孢杆菌
土壤经巴氏消毒,以减少不产芽孢的微生物;然 后铺在pH8-9的琼脂培养基(含有均匀的不溶性 蛋白质)表面;碱性蛋白酶产生菌能消化平板上 的不溶性蛋白质,产生一透明圈。
分离某种产生有机酸的菌株时, 分离某种产生有机酸的菌株时,也通常采用透明圈 法初筛 在选择培养基中加入碳酸钙,使平板呈混浊状, 在选择培养基中加入碳酸钙,使平板呈混浊状,产 酸菌能够把菌落周围的碳酸钙水解, 酸菌能够把菌落周围的碳酸钙水解,形成清晰的透明 圈
分离与筛选的设计要求
在筛选所需菌株时应考虑以下一些重要指标: 在筛选所需菌株时应考虑以下一些重要指标:
1、菌的营养特征 、 2、菌的生长温度 、 3、菌的稳定性 、