微生物资源的开发与菌种保藏
万升
摘要：微生物是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体，与人类生活关系密切。

微生物是一种宝贵的资源，在医学中，人们发现了大量抗生素，从而有效地抵挡了有害病菌的入侵；在生产中，微生物与土壤肥力的提高与保持、营养元素的转化、环境净化与生态系统的平衡等方面有着极其重要的关系；在日常生活中，酵母菌、乳酸菌等与食品有着密不可分的关系。

因此，加强对微生物资源的开发可以给我们带来极大的经济效益。

而微生物具有容易变异的特性，所以寻找合适的菌种保藏手段就显得尤为重要，在保藏过程中，必须使微生物的代谢处于最不活跃或相对静止的状态，才能在一定的时间内使其不发生变异而又保持生活能力。

关键字：微生物，资源，保藏
1.微生物资源的分类
微生物资源主要分为农业微生物、工业微生物和医学微生物。

1.1 农业微生物
进入21世纪，农业微生物逐渐成为我国农业生产的支柱型产业之一，同时也是农业生物技术发展的重要基础。

目前世界转基因作物种植面积90％以上的基因来自于农业微生物资源，这已经带动了一个相关年产值达百亿美元的产业。

在我国仅转基因抗虫棉已累计产生了100多亿人民币的经济效益，新一代转基因抗虫三系杂交棉的增产效益有望再造一个长江棉区。

农业微生物资源的占有量和研究评价水平已成为综合国力的体现[1]。

2.2 工业微生物
伴随着现代化进程的不断推进，资源紧缺、环境污染等问题纷纷涌现。

而工业微生物技术不仅可以改变以往以牺牲环境和资源为代价的化工和食品工业等生产方式，还可以广泛应用于能源开发、环境保护和医药健康等方面，展现出巨大的发展潜力。

生物催化，尤其是微生物催化手性合成由于具有副产物少，辅因子再生简单，选择性高以及环境友好等优点，已成为制备手性化合物的最有前景的方法之一[2]。

工业微生物对生物化工产业有着极其巨大的促进作用。

2.3 医学微生物
中国医学微生物菌种保藏管理中心分支机构有中国医学科学院的病毒及真菌保藏分中心，还有25个医学实验室承担着医学菌种的保藏工作。

2000年保藏38个属、200个种、4000株医学微生物菌种。

主要有用于疾病预防、治疗、诊断的生物制品的生产用菌。

2.微生物资源在农业生产中的应用
我国自古以来就是一个农业大国，在农业现代化进程中，农业微生物资源的开发利用显得尤为重要。

近年来，以微生物饲料、微生物肥料、微生物农药、微生物食品、微生物能源等为代表的新型农业生产技术的研究和开发利用取得了长足的进步。

2.1 微生物饲料
微生物饲料能够用于微生物饲料的生产及调制的微生物，主要有细菌、酵母菌、担子菌及部分单细胞藻类微生物等。

用细菌、霉菌发酵生产的淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶等酶制剂参与生物体内各种反应，提高酶促反应的速度，有利于饲料养分的吸收。

在饲料中添加由微生物产生的赖氨酸，可提高猪禽的增重，并改善胴体品质，提高瘦肉率[3]。

2.2 微生物农药
微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治农业有害物质的生物制剂。

按作用物分为真菌农药、细菌农药、病毒农药和抗菌素农药等，按用途分为杀虫剂、杀菌剂和除草剂等。

相比较化学农药，微生物农药具有选择性强，对人、畜、农作物和自然环境安全，不伤害天敌，不易产生抗性，维护生态平衡等特点，将为农产品优质安全生产和降低有毒物质残留量提供技术和物质保障[4]。

2.3 微生物肥料
微生物肥料又称生物肥料、菌肥、接种剂，是一类以微生物生命活动及其产物导致农作物得到特定肥料效应的微生物活体制品。

由于微生物种类繁多、功能多样，研究和应用的潜力巨大[5]。

微生物肥料在培肥地力，提高化肥利用率，抑制农作物对硝态氮、重金属、农药的吸收，净化和修复土壤，降低农作物病害发生，促进农作物秸秆和城市垃圾的腐熟利用，保护环境，以及提高农作物产品品质和食品安全等方面已表现出不可替代的作用[6]。

3.菌种保藏方法
菌种资源保藏是微生物学及相关学科研究的基础，选择适宜的培养基﹑培养温度和菌龄，从而可以获得健壮的细胞或孢子；将菌种保存于低温﹑隔氧﹑干燥﹑避光的环境中，可以尽量降低或停止微生物的代谢活动，减慢或停止生长繁殖；同时应保证菌种不被杂菌污染，使其能够在较长时期内保持著生活能力。

从总体上菌种保藏可分为4大类：传代法、干燥法、冷冻法及冷冻干燥法。

而目前冷冻法和冷冻干燥法是公认的长期保存微生物菌种的最安全、可靠的方法。

3.1 冷冻干燥保藏
冷冻干燥保藏方法作为最安全、可靠的方法之一，其适用范围广，除少数不产生孢子只产生菌丝体的丝状真菌不宜采用此方法保藏外，其它各大类微生物如细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌及病毒均可采用此方法保藏。

其原理是微生物在冷冻保护剂又称抗冻剂的环境中处于冷冻状态，然后在真空减压情况下利用升华现象除去水分，使微生物尽量避免细胞直接受到损伤，在非剧烈的条件下处于干燥、缺氧状态，生理活动受到抑制[7]。

响菌种冷冻干燥保藏的因素大致有：菌种悬液的浓度、冻干菌种材料的菌龄、培养基的影响、抗逆能力、保护剂、冻结速度、复活处理。

4.对微生物资源的展望
伴随着人类社会的快速发展，各种不可再生资源的数量正在逐渐减少，部分资源已十分紧缺。

作为一种重要的自然资源，微生物资源的合理利用可以从一定程度上缓解不可再生资源的紧缺情况。

我国作为微生物资源的大国，有计划地开展对微生物资源的研究和利用，能够有效地推动国民经济的发展。

微生物物种繁多、繁殖速度极快，与动植物资源不同，微生物资源开发利用不会有灭绝物种之虞[8]，因为从理论上讲，只要得到活菌体就可以克隆出很多菌体。

不过，由于环境的恶化，许多未知的微生物在被人们发现之前就已经灭绝了，例如原本生活在
温泉附近的微生物，在温泉被开发成景区后都因为环境的剧变而灭绝了。

因此，我们同样需要保护微生物资源，微生物勘探技术让微生物资源研究从低效和盲目逐渐走向高效和理性，有利于增进人类对微生物资源的了解，为研究带来了极大的方便。

微生物参与气候演变与地球生化循环，在环境治理、有害物生物防治、环境监测和食品、能源、医药等资源开发等方面有重要的价值，因此合理开发、利用微生物资源必将成为目前和今后的重要课题之一。

参考文献：
[1] 姜瑞波.农业微生物资源保藏及利用现状[C].农业生物资源与环境调控.2006:207-208.
[2] 贾会坤,张奕南,冯进辉等.近期工业微生物关键技术和应用[J].化学进展,2007,19(7):1223-1228.
[3] 袁龙刚,张军林.微生物资源在现代农业中的应用[J].陕西农业科学,2006,(5):84-86
[4] 王海燕.浅谈微生物与现代农业[J].天津农林科技,2012,(6):37-39
[5]葛诚微生物肥料生产应用基础2000
[6]李俊我国微生物肥料行业的现状与发展对策[期刊论文]-农业质量标准2003(3)
[7] 常金梅,蔡芷荷,吴清平等.菌种冷冻干燥保藏的影响因素[J].微生物学通报,2008,35(6):959-962
[8] 徐丽华,李文均,崔晓龙等.微生物资源研究值得重视[J].微生物学通报,2003,30(1):106-108。