菌种
[拼音]：junzhong
[外文]：microbial strain
用于发酵过程作为活细胞催化剂的微生物，包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类。来源于自然界大量的微生物，从中经分离并筛选出有用菌种，再加以改良，贮存待用于生产。
菌种筛选
工业发酵的有用菌种，其筛选步骤包括菌种分离、初筛和复筛，挑选具有某种能力的有用菌种。
菌种分离首先是从土壤或腐生植物中收集含菌样品，用无菌水稀释后，涂布于置有适宜细菌、放线菌或霉菌生长的琼脂培养基平皿上，并将其倒置于恒温箱中，培养一定时间，平皿上长出的许多单个菌落（单一微生物的集落）经分别分离后即为各种纯种菌株，简称纯种，移种至试管斜面培养基上，置4℃冰箱备用。
根据不同的筛选目的，采用不同的筛选模型。如常规筛选抗生素产生菌的方法是将土壤中分离所得的纯种，在含有琼脂培养基的平皿上培养后，用打孔器将菌块移至含有试验菌的琼脂培养基上，在适宜的温度下培养一定时间后取出，如在菌块的周围有透明的抑菌圈，则表明此菌种具有产生抑制试验菌生长的抗菌物质的能力。所得菌种经过摇瓶液体发酵，测定发酵液或菌丝体内抗生素的含量，选出生产能力高的菌种。另一方面对所提取的抗生素进行结构分析、药理试验及临床试验等，确为有效者，即可作为生产菌种。又如筛选脂肪酶生产菌种的方法是将分离所得的霉菌涂布于含有牛脂的琼脂培养基上，恒温培养一定时间，如菌落周围出现透明圈的，则该菌具有分解脂肪的能力，进一步作摇瓶发酵测定酶活力，挑选产量高者作生产菌种的出发菌株。
菌种改良
即采用遗传育种的方法，使野生型菌株(从自然界分离筛选而得的出发菌株)的遗传因子 DNA发生突变、重组，从而从中选出产量高、成品质量好或具有新的培养特性如耐产物抑制、能利用廉价原料以及具有生产新品种能力的优良菌种。采用的方法有诱变育种、杂交育种、细胞融合技术和重组DNA技术。诱变育种是利用诱变因子如紫外线、钴－60、乙烯亚胺类等物理或化学诱变剂处理生产菌株的单孢子悬浮液，以获得诱发突变株。随后进行突变株的筛选，从中筛选高产菌株。由于随机的突变群体中，有益突变所占比例很低，要获得高产突变株必须进行大量筛选。近年来，随着发酵代谢控制研究的发展，可根据生物合成途径中的反应点，并通过它们的改变以提高产率或其他特性，如选育抗产物反馈抑制的突变株、增加细胞透性的突变株及营养缺陷型的突变株等。这种“理性筛选法”广泛应用于氨基酸产生菌的选育。
菌种制备
也称种子制备，是指菌种在一定条件下，经过扩大培养成为具有一定数量和质量的纯生产菌种的制备过程。以作接入发酵罐中进一步扩大菌体量及合成产物之用。种子制备包括孢子制备和菌丝体制备（见图），
其中(1)～(4)为孢子制备过程。保存在沙土管或冷冻管中的生产菌种，用无菌手续挑取少许，接入琼脂斜面培养基上，在25℃（或较高温度）下培养5～7天(或较长时间)。所得孢子还需进一步用较大表面积的固体培养基以获得更多孢子，对于霉菌类孢子制备，多数采用大米、小米之类的天然培养基。将培养成熟的斜面孢子制成悬浮液，接种到扁瓶固体培养基上，于25～28℃培养14天。将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℃冰箱中备用。一次制得的孢子瓶可在生产上延续使用半年左右。放线菌孢子的培养基大多是采用麸皮或豌豆浸出液、牛肉膏及无机盐与琼脂制成的。将斜面孢子接入扩大的扁瓶孢子培养基中，于28～37℃培养5～14天。所获得的大量孢子可直接作为种子罐 (6)的种子。如果有些生产菌种不产孢子，如赤霉素产生菌或产孢子不多的，则可采用摇瓶（5）液体培养制得菌丝体，作种子罐的种子。种子罐的目的是使接入有限的孢子或菌丝体迅速发芽、生长、繁殖成大量菌体。其中的培养基组分应是易于被菌体利用的碳源（如葡萄糖）和氮源（如玉米浆等），及无机盐(如磷酸盐)等。作为发酵罐(7)的种子应是生命力旺盛、染色深、菌丝粗壮，无杂菌及异常菌体。接种量一般在10％～20％。
菌种保存
使优良菌种的性状保持稳定，人为地创造条件，使菌种的新陈代谢活动处于不活泼状态，即选取优良菌种的休眠体（孢子或芽孢）或富有生命力的悬浮液在低温或脱水状态下保存。
低温保存法
（1）简单保存法，将琼脂斜面孢子培养物、菌丝悬浮液以及由麸皮、大米、小米等谷物原料制成的孢子培养物置于4℃冰箱保存，保存时间不超过1～2个月，若将谷物原料制备的孢子瓶抽真空并在棉塞上浸蜡，以隔绝外界空气和水汽，保持时间可达3～4个月；
（2）液氮超低温保存法，将生长稳定期的细胞悬浮在10％甘油或其他低冰点液体中，密封于安瓿管内，然后控制冷却速度，使安瓿管温度逐步下降至 -35℃时，即可置于-150～-196℃的液氮罐中保存。大多数微生物如病毒、噬菌体、多种细菌、放线菌、酵母和原虫、特别是一些用冷冻干燥法有困难的微生物，都可用此法长期保存。
脱水保存法
（1）沙土保存法，能产孢子的细菌、放线菌及霉菌可采用此法保存，即将沙和土以3:2比例混合，经稀酸处理洗净过筛，装入小试管内，装置高度为1cm;灭菌2～3次，烘干后即可将在斜面培养基上生长良好的孢子，用无菌蒸馏水2～2.5ml制成孢子悬液，吸取少许加入沙土管中，经真空抽干，外观呈松散状态，于4℃冰箱保存，保存期可达5～7年。
（2）冷冻干燥法，将孢子悬浮液与保护剂（一般用脱脂牛奶或血清）相混合，放在安瓿管内于-20～-30℃的乙醇浴中速冻。然后，在低温下用真空泵抽干，并用五氧化二磷或干冰使水汽结冻，熔封安瓿管，于低温下保存。保存期可达5～10年之久。
（3）石蜡油封存法，在斜面菌种培养物上，倒上灭菌后的石蜡油，高出斜面1cm，于4℃冰箱或低温干燥处保存，此法不适用于能利用石蜡油作碳源的微生物，保存期为一年以上。
参考文章
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