工业微生物筛选
工业微生物产生菌的分离筛选
工业微生物产生菌的分离筛选（一）
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.菌株分离、筛选(screening)虽为两个环节,但却不能绝然分开,因为分离中的一些措施本身就具有筛选作用.工业微生物产生菌的筛选一般包括两大部分: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.
在实验工作中,为使筛选达到事半功倍的效果,总的说来可从以下几个途径进行收集和筛选:
(1)向菌种保藏机构索取有关的菌株,从中筛选所需菌株.
(2)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.
(3)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.该类发酵制品经过长期的自然选择,具有悠久的历史,从这些传统产品中容易筛选到理想的菌株.
菌株的分离和筛选一般可分为采样、富集、分离、产物鉴别几个步骤.
自然界含菌样品极其丰富,土壤、水、空气、枯枝烂叶、植物病株、烂水果等都含有众多微生物,种类数量十分可观.但总体来讲土壤样品的含菌量最多.
一、从土壤中采样
土壤由于具备了微生物所需的营养、空气和水分,是微生物最集中的地方.从土壤中几乎可以分离到任何所需的菌株,空气、水中的微生物也都来源于土壤,所以土壤样品往往是首选的采集目标.一般情况下,土壤中含细菌数量最多,且每克土壤的含菌量大体有如下的递减规律:细菌(108)>放线菌(107)>霉菌(106)>酵母菌(105)>藻类(104)>原生动物(103),其中放线菌和霉菌指其孢子数.但各种微生物由于生理特性不同,在土壤中的分布也随着地理条件、养分、水分、土质、季节而有很大的变化.因此,在分离菌株前要根据分离筛选的目的,到相应的环境和地区去采集样品.
工业微生物菌种筛选技术的创新与应用
工业微生物菌种筛选技术的创新与应用
当前，微生物技术正在成为各行各业的关键技术。它被广泛应用于食品、医药、农业和环境保护等领域。在工业领域中，微生物技术被用于生产药品、酵母、乳酸、醋酸、发酵食品、生物燃料等，而微生物菌种筛选技术也是微生物技术中非常重要的一部分。
因此，本文将从微生物菌种筛选技术的概念入手，剖析微生物菌种筛选技术的创新及其在工业中的应用。
一、微生物菌种筛选技术
微生物菌种筛选技术是指将自然界中的微生物分离进行大量培养，并根据生产目标应用化学、生物、生理等方法，筛选出更适宜于工业生产的微生物种类。它是利用现代生物、化学、工程学等学科的知识和技术，对微生物进行深入研究，以期发掘出具有良好生产性能和适应性的微生物菌种。
微生物菌种筛选技术的流程包括分离、鉴定、筛选和培养等多个环节。分离是指从自然环境中分离出有利于生产的微生物；鉴
定是通过分离的微生物菌株进行形态学、生理生化特性等分析研究，明确微生物的种类和生长特点；筛选是选取具有较好活性能的微生物菌株作为生产菌株，不断淘汰不合适的菌株；而培养则是使筛选出来的微生物在体外得到足够的繁殖，以达到工业化生产的目的。
二、微生物菌种筛选技术的创新
微生物菌种筛选技术的创新主要表现在以下两个方面：
1.高通量筛选技术
传统的微生物菌种筛选技术通常采用手工分离和鉴定，并且重点是观察微生物的生理指标，这种方法不仅费时费工，而且准确性和稳定性存在较大问题。而高通量筛选技术则能够大大提高筛选效率和准确性，更好地发掘潜在的微生物菌种。
所谓高通量筛选技术，是指利用生物芯片、微流控芯片、分子进化技术、高通量分析仪器等高通量技术手段，快速筛选出具有
生物制造工艺中的微生物菌株筛选与鉴定
生物制造工艺中的微生物菌株筛选与鉴定
生物制造工艺是一种利用生物体的代谢活动，生产化合物、材料等物质的技术。在生物制造过程中，微生物作为重要的生物体被广泛应用。不同的微生物菌株具有不同的代谢途径和特性，为生物制造带来了多样性和可塑性。微生物菌株的筛选和鉴定是生物制造过程中不可或缺的环节。
一、微生物菌株筛选
微生物菌株筛选是确定在生物制造工艺中使用的微生物菌株的过程。微生物菌
株筛选的目的是筛选出能够在特定条件下有效产生目标化合物、并具有良好稳定性的菌株。
1. 初步筛选
初步筛选是指对一批菌株进行初步筛选，以确定其是否适合进行后续的深入筛选。初步筛选的方法包括：对微生物菌株进行外观观察、有机物分解能力检测、生长速度检测、耐受性检测等，以排除生长缓慢、低产量、对特定条件不敏感等菌株。
2. 深入筛选
深入筛选是指对初步筛选后的微生物菌株进行深入筛选，以确定其是否可以产
生目标化合物。深入筛选需要进行以下几个方面的检测：
（1）代谢通路鉴定：通过对微生物菌株代谢途径的鉴定，确定其是否具有产
生目标化合物的代谢能力。
（2）生物活性检测：通过对微生物菌株抗菌、杀虫、抗肿瘤、抗氧化等生物
活性的检测，确定其是否具有生产潜力。
（3）产量检测：通过对微生物菌株产生的目标化合物产量进行检测，确定其
产量是否满足生产需求。
二、微生物菌株鉴定
微生物菌株鉴定是对已经确认生产潜力的微生物菌株进行结构、生理、生化、
分子生物学等多方位的检测，确定其属于哪一个物种、亚种以及亚型等级。微生物菌株鉴定的目的是确保使用的微生物菌株的质量和稳定性。
工业菌株的筛选及其应用
工业菌株的筛选及其应用
随着生物技术的发展，微生物在工业领域的应用日益广泛。而对于工业菌株的筛选，早已成为了微生物学研究的重要领域。工业菌株的筛选能够为生产提供高效率和低成本的微生物资源，因此备受工业界的关注。本文旨在探讨工业菌株的筛选以及它们在工业领域的应用。
一、工业菌株的筛选
1. 抗生素生产菌株的筛选
抗生素是细菌产生的代谢产物，而这些产物的生产是受许多环境因素的影响。因此，对于抗生素生产菌株的筛选可以通过组织微生物菌株库或样品筛选出合适的菌株进行研究。而深入探索抗生素生产菌株的代谢途径，则可通过遗传学和分子生物学的手段来实现。
2. 酶类生产菌株的筛选
相信大家都做过菌落PCR，相较于传统需分离纯化工艺进行酶
活度测定，菌落PCR可以更快速、可靠地测定酶类的活性。因此
采用菌落PCR在筛选酶生产菌株上具有极高的效率。同时，借助
现代生物技术手段可更深入了解菌株中产酶相关基因的分布情况
以及途径，有助于优化交叉反应影响生产效率的酶类工业制程。
3. 代谢物生产菌株的筛选
微生物代谢途径的不同，可能导致产生不同的代谢产物。在代
谢物生产菌株的筛选中，可以通过利用高通量筛选、基因电转化、表达筛选等多种方法来筛选出最佳的代谢物生产菌株。这些菌株
在医药、健康食品等领域中有着广泛的应用。
二、工业菌株的应用
1. 医药
工业微生物的发展极大地推动了医药领域的进展。许多药物，
包括抗生素、酵素药、胰岛素、肝素等均是通过微生物发酵得到
的。同时，利用误差拼接和遗传修饰等技术对微生物进行改造，还可开发出新型抗生素等药物。
2. 能源
实验一工业微生物的筛选和紫外诱变育种
实验一工业微生物的筛选和紫外诱变育种
一．实验目的：加深对发酵工程上游技术中菌种选育的认识；学会常规选种和育种的方法，树立科学认真仔细的态度，培养科研协作精神。
二、实验原理：根据一定的生产目的如抗生素或酶类的生产，建立不同的筛选模型，并从特定的样品如土壤中筛选出高产适宜的菌株。
三．培养基及仪器：
降解亚硝酸盐培养基：NaNO2 0.2%，KH2PO4 0.7%，MnSO4.H2O 0.25%，Na2HPO4 1.35%，MgSO4.7H2O 0.1%，葡萄糖1％，琼脂2％，0.1MPa灭菌20分钟。6个250ml三角瓶，各装100ml培养基。
同时灭菌试管20支，1ml吸管12支，普通平皿60个，灭菌生理盐水。培养亚硝酸盐降解菌发酵液1瓶，每位同学准备1个斜面。
3．洁净工作台、培养箱、三角瓶、曲玻棒、平皿。
四．操作方法
课前半小时打开超净工作台灭菌。
1.土壤中降解亚硝酸盐细菌的筛选分离
稀释土样。5g土样，加入45ml无菌水中。为10-1，然后取1ml加入9ml无菌水，为稀释10-2，直至稀释至10-8溶化培养基。
将溶化后不烫手的培养基倒入平皿，刚好盖过平皿底部，迅速摇匀后放置，使培养基冷却，要求平皿培养基表面平整、光滑。吸取10-4，10-5或10-6相应浓度的土样稀释液0.5ml，加入平皿内，用烧过灭菌的曲玻棒均匀涂平，放入37℃培养箱中倒置培养48小时。
2.亚硝酸盐分解菌的紫外诱变育种
取10ml培养好的液体培养液，放入90 mm培养皿，将皿放置于诱变箱的磁力搅拌器上,置于30 W 紫外灯下，照射90 s，用无菌生理盐水稀释至10-6，10-7，10-8，按常规方法涂布筛选平板。
第二章工业微生物产生菌的分离筛选课件
临床上有效的抗肿瘤药物大多是直接作用于核酸或抑制核酸生物合成的物质 coli lacZ 连接在 噬菌体的PL启动子下 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。
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
样品取回后应马上分离，以免微生物死亡
分离厌氧菌时，可加入少量硫乙醇酸钠作为还原剂， 临床上有效的抗肿瘤药物大多是直接作用于核酸或抑制核酸生物合成的物质
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
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
工业微生物菌种的筛选
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筛选方法
• 随机筛选:将诱变处理后的菌体分离在琼 脂平板上,随机挑选菌落,逐个进行鉴定.其 优点是不管种子或发酵条件如何,都能做 到与大生产条件接近.缺点是效率低.
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根据微生物的生理特点
• 产纤维素酶 • 产蛋白酶 • 产淀粉酶,糖化酶 • 以碳氢化合物为底物的菌种等
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采样方法
• 出去表层5CM左右的土层,取5~25CM的 土样10~15克(北方土壤干燥,可在1030CM处取样),装入事先准备好的容器内, 编号并记录地点﹑ 土壤质地 ﹑植被状况 ﹑取样时间及其它环境条件等.
• 平板菌落预选法:根据菌种及其代谢产物 的特性,在平板上设计许多巧妙的筛选方 法和活性粗测方法.
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平板菌落预选法
• 根据形态变异 • 根据产物特性 • 浓度梯度法
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摇瓶液体培养
• 初筛:固定筛选条件,测定每一突变株,选出 生产能力高的菌株.
• 复筛:对同一菌株采用不同的条件实验,选 出生产能力强的菌株和相对应的实验条 件.
• 举例一:分离纤维素水解酶产生菌 • 举例二:分离耐高渗透压的酵母
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分离
• 纯化分离,包括稀释分离法和划线分离法 • 组织分离法（常用于病变组织或特殊组
工业微生物产生菌的分离筛选
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。菌株分离、筛选（screening）虽为两个环节，但却不能绝然分开，因为分离中的一些措施本身就具有筛选作用。工业微生物产生菌的筛选一般包括两大部分：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。
在实验工作中，为使筛选达到事半功倍的效果，总的说来可从以下几个途径进行收集和筛选：（1）向菌种保藏机构索取有关的菌株，从中筛选所需菌株。
（2）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。
（3）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。该类发酵制品经过长期的自然选择，具有悠久的历史，从这些传统产品中容易筛选到理想的菌株。
菌株的分离和筛选一般可分为采样、富集、分离、产物鉴别几个步骤。
第一节含微生物样品的采集
自然界含菌样品极其丰富，土壤、水、空气、枯枝烂叶、植物病株、烂水果等都含有众多微生物，种类数量十分可观。但总体来讲土壤样品的含菌量最多。
一、从土壤中采样
土壤由于具备了微生物所需的营养、空气和水分，是微生物最集中的地方。从土壤中几乎可以分离到任何所需的菌株，空气、水中的微生物也都来源于土壤，所以土壤样品往往是首选的采集目标。一般情况下，土壤中含细菌数量最多，且每克土壤的含菌量大体有如下的递减规律：细菌（108）>放线菌（107）>霉菌（106）>酵母菌（105）>藻类（104）>原生动物（103），其中放线菌和霉菌指其孢子数。但各种微生物由于生理特性不同，在土壤中的分布也随着地理条件、养分、水分、土质、季节而有很大的变化。因此，在分离菌株前要根据分离筛选的目的，到相应的环境和地区去采集样品。
工业生产菌的筛选步骤
工业生产菌的筛选步骤
工业生产菌的筛选步骤一般包括以下几个环节：
标本采集：这是第一步，需要从各种可能的环境或样本中收集微生物。采集标本的原则是，样品来源越广，获得新菌种的可能性越大。同时，需要了解目标产物的性质和可能产目标产物的微生物种类及其生理特征，以便更好地选择采样地点和方式。
标本材料预处理：收集到的样本需要进行适当的处理，以便于后续的微生物分离和纯化。这一步通常包括样本的破碎、稀释、过滤等操作。
富集培养：为了提高目标微生物的浓度，通常需要进行富集培养。这一步通过提供有利于目标微生物生长的环境条件，使其数量增加，便于后续的分离和筛选。
菌种初筛：在富集培养后，需要对微生物进行初步的筛选。这一步通常基于微生物的某些特定生理特征或代谢产物进行，如抗菌活性、酶活性等。
性能鉴定：初筛得到的菌种需要进一步进行性能鉴定，以确定其是否满足工业生产的要求。这一步通常包括对微生物的生长速度、产物产量、稳定性等方面的评估。
菌种保藏：最后，对于筛选得到的优良菌种，需要进行妥善的保藏，以便于后续的研究和生产使用。
这些步骤可能需要反复进行和优化，以获得最适合工业生产
的菌种。
微生物的筛选
实验结果分析
对分离得到的菌落进行统计和计数 对菌株进行分子生物学鉴定，如16S rDNA测序等
对筛选到的菌株进行形态学、生理生化等分析 分析实验结果，得出结论
实验结论
01
根据实验结果得出目标菌株的数量和分布情况
02
分析目标菌株的生物学特征和遗传特性
探讨目标菌株在环境中的作用和意义
03
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
04
微生物筛选的注意事项
实验步骤
• 实验前的准备：收集相关资料、准备实验器材和试剂、制备培养基等。 • 样品采集：采集具有特定环境特征的样品，如土壤、水、空气等。 • 样品处理：将采集的样品进行处理，去除杂质和不必要的成分。 • 微生物分离：将处理后的样品进行微生物分离，得到单个菌落。 • 菌落筛选：根据实验目的和原理，通过不同条件下的筛选，得到目标菌株。 • 菌种鉴定：通过形态学、生理生化、分子生物学等方法鉴定菌株。 • 结果分析：分析实验结果，得出结论。
01
医学领域
在医学领域，微生物筛选对于疾病的诊断、治疗和预防具有重要意义
，例如筛选具有抗药性的病菌和病毒等。
02
工业领域
在工业领域，微生物筛选可用于生产生物制品、酶、有机酸、生物燃
料等，提高生产效率和产品质量。
03
农业领域
在农业领域，微生物筛选可提供抗逆境、抗病虫害的微生物农药和生
第六章 工业微生物筛选
1.土壤有机质和通气状况: 土壤有机质和通气状况影响微生物在土壤中的分布.一般 耕作层土、菜园土和近郊土壤中有机质含量丰富,营养充足,且 土壤成团粒结构,通气保水性能好,因而微生物生长旺盛,数量 众多,尤其适合于细菌、放线菌生长.山坡上的森林土,植被厚, 枯枝落叶多,有机质丰富,且阴暗潮湿,适合霉菌、酵母菌生长 繁殖.沙土、无植被的山坡土、新垦的生土及瘠薄土等,土壤贫 瘠,有机质含量少,微生物数量相对也比较少. 从土壤的纵剖面看,5-25cm的土层是采样的最好土层。 5cm以内的表层土，由于阳光照射，蒸发量大，水分少，加 上紫外线的杀菌作用，造成微生物的数量少，25cm以下的土 层由于土质紧密，空气量不足，养分和水分缺乏，因此微生 物也较少。一般每克土壤中含菌数约为几十万到几十亿个， 并且各种类型的细菌和放线菌都能分离到。如好气芽孢杆菌、 假单胞菌、短杆菌、大肠杆菌、某些兼气菌等。但总的来说 酵母菌分布土壤最浅，约5－10cm，霉菌和好氧芽孢杆菌也 分布在浅土层。
不同季节微生物数量有明显的变化,冬季温度低,气候干 燥,微生物生长缓慢,数量最少.到了春天随着气温的升高,微 生物生长旺盛,数量逐渐增加.但就南方来说,春季往往雨水多,
土壤含水量高,通气不良,即使有微生物所需要的温度、湿度, 也不利于其生长繁殖.随后经过夏季到秋季,约有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,因此,秋季采土样分离微生物最为理想. 5.采样方法: 采土样时,用取样铲,将表层5cm左右的浮土除去，取525cm处的土样10-25g, 装入事先准备好的塑料袋内扎好,北 方土壤干燥,可在10-30cm处取样,给塑料袋编号并记录地点、 土壤质地、植被名称、时间及其它环境条件.一般样品取回 后应马上分离,以免微生物死亡.但有时样品较多,或到外地取 样,路途遥远,难以做到及时分离,则可事先用选择性培养基做 好试管斜面,随身带走.到一处将取好的土样混匀,取3-4g撒到 试管斜面上,这样可避免菌株因不能及时分离而死亡.
工程微生物菌种的筛选与应用
工程微生物菌种的筛选与应用
随着人类对环境保护意识的增强和工业的发展，污染问题越来越严重。在这样
的背景下，工程微生物的应用得到了广泛的关注和探究。微生物菌群作为一种可持续的生命体系，能够应对环境中多种物质的降解和去除，具有很高的应用价值。本文将重点探讨工程微生物的菌种筛选和应用。
一、工程微生物菌种筛选的目的和方法
工程微生物菌种筛选是指从大量微生物株中筛选出具有特定代谢能力或功能的
微生物菌种的过程。其目的是为了应对特定的污染状况，提高菌株的降解能力和适应性。该过程是一个繁琐且复杂的工作，涉及到微生物学、分子生物学、化学、生态学等多个学科领域。一般可以分为以下几个步骤:
1.采集样品。样品可以来自自然界的水、土壤、沉积物等，也可以是工业废水、污泥等。采集样品时需要将其保存在低温条件下，以保证样品的活性和纯度。
2.初步筛选。通过对样品的处理和培养，筛选出能够生长和代谢的微生物并进
行初步鉴定。这一步是该过程中非常重要的一步，其目的是为了缩小菌群的范围，快速筛选出高效菌株。
3.筛选检测。通过对筛选得到的微生物菌株进行实验，测定其代谢产物和降解
效果，以确定其适用范围和生命周期。
4.优化培养。通过优化菌株的培养温度、pH值、培养基等条件，提高其生长速度和降解效率。
二、工程微生物菌种的应用
工程微生物菌种的应用非常广泛，尤其是在环境治理和工业污染治理方面。以
下是工程微生物的应用实例：
1. 生物治理：通过采用便携式微生物处理系统，将工业废水中的有机污染物转
化成生态有机肥料。当这种有机肥料被施用到耕种土地上后，又可以循环利用这些营养物质，并且将剩余的污染物转换成无害的土壤物质，缓解了土壤和环境的压力。这种生物治理可以在单一的应用中降低污染物浓度，减少对土壤和水体的影响，同时还能促进微生物生长和微生物群落的氮过程。
第六章 工业微生物产生菌的分离筛选
4. 抑菌圈法
常用于抗生素产生菌的 分离筛选。
如青霉素菌种选育。
检验菌：枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌。
（四）组织分离
1. 对一般有病组织的分离方法
清洗组织表面—→0.1％升汞表面消毒—→无菌水冲洗—→适 宜温度培养—→挑取菌落
2. 食用菌孢子分离方法
（ 1 ）组织块分离法：组织块 切小块，斜面直接培养。
无菌培养皿一套，在皿盖内到上分离培养基，凝固 后，皿底一侧放焦性没食子酸固体，另一侧放10% NaOH溶液，使二者不相接触。分离操作后，摇动平皿 使焦性没食子酸固体和NaOH溶液混合，发生化学反应， 除去皿内的氧气。
焦性没 食子酸
NaOH
培养基
（四）试管厌气培养法
1. 穿刺培养法：用两头开口的试管，接种后密封培养， 分离时用无菌玻璃棒将橡皮塞和固体培养基一起挤 出来。 2. 滚管法：用橡胶塞密封的试管，通入氮气除氧，然后 加入将培养基融化，冷却到45℃，将分离样品混入， 在冷水中滚管，管内壁形成培养层，长出菌落后挑 出。
微生物技术行业中的菌种筛选与培养技巧
微生物技术行业中的菌种筛选与培养技巧
微生物技术是一门利用微生物生长和代谢特性的技术，广泛应用于食品、药品、环保等多个领域。微生物在这些应用中起到关键作用，而菌种筛选与培养技巧又是微生物技术的基础。本文将介绍微生物技术行业中常用的菌种筛选与培养技巧，并探讨其在相关领域的应用。
首先，菌种筛选是微生物技术行业中的第一步，目的是从一大批潜在菌种中筛
选出具有特定代谢能力或产物产能的菌种。常见的菌种筛选技术包括传统的菌落筛选、荧光素酶报告基因技术、高通量筛选技术等。菌落筛选是一种经典的方法，通过观察菌落形态、颜色和特定生理特征来筛选菌株。荧光素酶报告基因技术则通过将荧光素酶基因与目标基因连接，使得表达目标基因的菌株在荧光显微镜下发出荧光，便于快速筛选。而高通量筛选技术则可以同时对成千上万的菌株进行筛选，大大提高了筛选效率。
在菌种筛选的基础上，微生物技术行业还需要进行菌种的培养和增殖。菌种的
培养技巧直接影响菌株的生长和产物的产量。一般来说，微生物的培养基需要提供适合菌株生长的营养物质和条件。菌种的培养基可以根据菌株的特性进行设计，如需提高某种产物产量则可以添加相应的诱导物质。此外，培养条件如温度、pH值、氧气供应等也需要进行合理控制。温度是微生物生长的基本条件，每种菌株都有适宜的生长温度范围，因此要根据菌株的特性确定合适的培养温度。pH值对微生物
生长和代谢有重要影响，不同菌株对pH值的适应性不同，因此要根据菌株的特性
选择适宜的pH值。氧气供应对于某些微生物来说十分关键，一些菌株需要充分供氧，而另一些菌株则需要无氧环境。因此，在培养微生物时需要根据菌株的特性选择合适的氧气供应方式。
工业微生物的筛选和改造
工业微生物的筛选和改造
随着社会的不断发展，科技的进步，工业领域的需求也在不断
增加。而微生物作为一种特殊的生命体，因其生长迅速、代谢能
力强、生产成本低等优点，被广泛应用与工业制造中。但如何在
众多微生物中筛选出最适用于工业生产的菌株，如何对微生物进
行改造使其性能更佳，这些成为现代工业微生物研究领域的重要
问题。
一、微生物筛选
在生物学领域中，菌株的筛选是一项基本且重要的工作。而在
工业微生物学领域中，同样也必须对微生物进行精细的筛选才能
选出对工业生产最适宜的菌株。
在微生物筛选的过程中，通常可以采用以下几种方法：
1. 传统筛选法：传统筛选法是指将大量的微生物进行分离纯化，利用其生化代谢特点进行筛选，最终从中选出最适合于工业生产
的菌株。但传统筛选法通常比较耗时且条件苛刻，因此并不适用
于大规模、高通量的筛选。
2. 高通量筛选法：高通量筛选法通过使用高通量设备，快速筛
选出大量的微生物，然后进行高通量鉴定和筛选。相比传统筛选法，高通量筛选法具有速度快、样本处理量大等优点，因此更适
用于工业微生物筛选的需要。
二、微生物改造
在工业生产中，微生物的重要性不仅在于其生长速度和代谢能力，更重要的是其对生产产物的质量和产量的影响。因此，经过
筛选后的微生物还必须进行改造，以使其能适应更加复杂的生产
环境，并产生更加优异的产物。
微生物改造的方法通常包括以下几种：
1. 代谢途径改造：代谢途径改造指的是利用生物工程学的手段，改变微生物的代谢通路和代谢产物，从而使其产生更加有用的产物。代谢途径改造是微生物改造中最重要的一个环节，其技术非
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b、极端条件
如：高温酶←嗜热菌←热环境←温泉、火山附近
第六章 第二节 富集培养
富集培养 在自然界获得的样品，是很多种类微生物的混杂物，一
般采用平板划线法或稀释法进行纯种分离。 但在大多数采集的样品中，所需微生物不是优势菌种或 数量很少。 为了增加分离成功率，通常通过富集培养增加待分离菌 种的数量。 富集培养：根据待分离菌种的特点，设计的一种选择性 培养基，使目的微生物得到迅速地生长繁殖，在数量上占优 势。
低温（南极-18～-23℃不冻湖 ——冷育微生物 ——蛋 白质合成过程对冷呈稳定性 ）
第六章 第一节 采样
1、从土壤中采样
一克土壤里就有数亿个微生物，即使在荒无人烟的沙漠， 一克砂土中也有十万多个微生物存在。
它们一般都藏在土层１０厘米、２０厘米深处。
土层越深，微生物数量就越少；
但最表层的土壤由于阳光照射，水分又少，所以活的微
思考题： 1、工业微生物的来源？ 2、土壤采样方法？ 3、富集培养？
4、纯种分离的方法？
5、生化反应筛选的几种方法？
第六章
工业微生物筛选
工业微生物的来源： ①自然界：土壤、空气、江、河、湖、海等； （一切可收集的气、液、固状态物质） ②菌种保藏机构； ATCC（美国标准菌种收藏所） ACCC （中国农业微生物菌种保藏管理中心 ）等 ③发酵制品。 （如：从泡菜中筛选乳酸菌，从酒曲中筛选酯化酶产生 菌）
1、从土壤中采样
d、不同季节 春：较少
夏：较多
秋：最多（气温、营养物质）
冬：最少
第六章 第一节 采样
1、从土壤中采样
e、采样方法 铲除表层5cm以内的浮土
取5-25cm内的土样10-15g
用无菌器皿包装并标记：地点、土质、植被、时间等
取样后应尽量尽快分离，如果时间确实难以满足可以
先“培养”，再分离。
还可以根据目标微生物对 pH 值、温度及某种营养物质 利用的专一性不同进行控制培养，达到分离纯化的目的。
第六章 第二节 富集培养
在富集培养中，除了控制营养物质外，还可以控制培养 的外部条件，如温度、压力、添加抗生素等“添加物”等方 法减少非目的微生物的数量，达到富集的目的。 如从土壤中分离芽孢杆菌，可采用控制温度的方法。 如分离细菌时，加 50u / mL 制霉菌素或 30u / mL 多 灵菌，抑制霉菌、酵母菌生长。 如分离放线菌时，加几滴 10 ％酚，抑制霉菌和细菌生 长等。
抑菌圈
第六章 第四节 代谢产物鉴定
代谢产物鉴定
在菌种分离工作中，有些产物的产生菌可以通过与指示 剂、显色剂或底物等的生化反应在平皿上直接进行定性分离，
这样分离到的菌种基本上具有所需要的生产性能。这种分离
方法实际上已经包含了一部分筛选内容。
第六章 第四节 代谢产物鉴定
但并不是所有产物的产生菌都可以应用平皿定性方法进 行分离。对于这一类不能应用平皿方法进行定性分离的菌种，
第六章 第二节 富集培养
百度文库
富集培养对那些样品中含有的目的微生物数量较少的样 品是必要的。
但如果按通常分离方法，在培养基平板上能出现足够数
量的目的微生物，则不必进行富集培养，直接进行纯化分离 就可以了。
第六章 第三节 纯种分离
富集培养以后的样品中目的微生物虽然已占了优势，但 其他微生物仍然存在。因此，为了获得某一特定的微生物菌
需要进行常规生产性能测定。另外，即使已通过平皿定性分
离的菌种也需要进一步筛选和更加精确的定量测定。
第六章 第四节 代谢产物鉴定
生产性能测定分为初筛和复筛。 初筛要求筛选的菌株尽可能多，筛选的菌株越多，就越 有希望筛选到所需要的菌株。由于初筛时筛选的菌株很多， 工作量很大，所以，为了提高筛选效率，需要设计一种快速、
第六章 第三节 纯种分离
利用生化反应进行分离：
这是利用特殊的分离培养基对微生物进行初步分离的方
法。 根据目的微生物的特殊生理特性或其代谢产物的生化反 应进行设计。 通过观察微生物在特殊分离培养基上的生长情况或生化 反应进行分离，可显著提高目的微生物分离纯化的效率。
第六章 第三节 纯种分离
常用方法： （1）透明圈法（培养基浑浊）
稀释法是先将样品经无菌水或灭菌生理盐水 梯度稀释后，
再涂布到固体培养基上，培养后获得单菌落。稀释法使微生 物样品分散更加均匀，获得纯种的概率更大。
第六章 第三节 纯种分离
划线法1
第六章 第三节 纯种分离
划线法2
第六章 第三节 纯种分离
涂布法
第六章 第三节 纯种分离
通过控制营养和培养条件进行纯种分离： 这一步一般都采用筛选性平板辅以筛选性培养条件。 （1）控制分离培养基中的营养成分（碳氮源） （2）控制培养基的pH值（采用缓冲体系） （3）控制培养温度 （嗜热性、大类特性如细菌35，霉菌27度） （4）供氧条件的控制（厌好氧）
简便的筛选方法。初筛可以采用摇瓶培养法，也可以采用固
体培养法。初筛时产物测定可以采用琼脂平板测定法。
第六章 第四节 代谢产物鉴定
通过初筛得到的较好菌株，需要进一步进行筛选，即复 筛。复筛通常采用摇瓶振荡培养法，而且一个菌株要接种 3-
5 个摇瓶（平行实验，确保数据准确），培养后的产物测定
要采用精确检测法。在复筛过程中，也可以结合多种培养基 和培养条件如培养基、温度、 pH 值、供氧量等进行筛选。
1、从土壤中采样
b、土壤酸碱度和植被情况 偏酸性土壤：霉菌、酵母菌；
偏碱性土壤：细菌、放线菌；
不同植被情况下优势微生物情况不同：
果树下酵母菌较多；
豆科植物下根瘤菌较多；
第六章 第一节 采样
1、从土壤中采样
c、地理条件 南方土壤较北方土壤中微生物数量多；
顺序：热带—亚热带—温带—寒带
第六章 第一节 采样
生物数量也较少。 土壤中数量最多的是细菌，其次是放线菌、真菌。
第六章 第一节 采样
1、从土壤中采样
a、土壤有机质和通气状况 有机质营养丰富则微生物数量多；
通气状况好则好氧微生物多，反之则厌氧微生物多；
耕作土一般细菌、放线菌较多；
林间落叶、草丛一般霉菌、酵母菌较多；
采样深度一般在5-25cm内。
第六章 第一节 采样
（2）变色圈法（指示剂或显色剂）
（3）生长圈法（采用营养缺陷菌作为指示） （4）抑菌圈法（抗生素敏感菌作为指示）
第六章 第三节 纯种分离
第六章 第三节 纯种分离
第六章 第三节 纯种分离
第六章 第三节 纯种分离
第六章 第三节 纯种分离
第六章 第三节 纯种分离
药敏试验
第六章 第三节 纯种分离
第六章 第二节 富集培养
富集培养主要根据不同种类微生物对碳氮源、 pH 值、 温度、需氧等生理因素的要求不同进行控制。富集培养又称 为施加选择压力分离法。
富集培养多应用于筛选水解酶产生菌。这类微生物具有 很强的分解有机碳或有机氮的能力，从中取得营养，得到优 先生长繁殖。 如：蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等产生菌种。
第六章
工业微生物筛选
目录
1. 采样 2．富集培养 3．纯种分离 4．代谢产物鉴定
第六章 第一节 采样
采样
采样的材料来源越广泛，越易获得新种。 极端环境是比较重要的采样点。 高温、低温、高压、高盐、耐酸、耐碱等环境。
高温（高温水域——水生栖热菌 ——Taq聚合酶）
耐酸（酸性热泉 ——嗜酸的氧化亚铁硫杆菌 ——pH值 低于1.5的环境 ——氧化硫和铁，并产生硫酸 ）
纯种分离
种，必须对富集培养后的样品进行纯化分离。
第六章 第三节 纯种分离
纯种分离的基本方法： 纯种分离通常采用梯度稀释涂布法和划线法。 划线法是用接种针挑取微生物样品在培养基上直接划线 （一般采用梯度划线法），培养后获得单菌落。划线法简便、 快速，但所得到的单菌落不一定是纯种（可采用多次转接划 线加以弥补）。
第六章 第一节 采样
2、根据微生物生理特点采样
不同微生物对碳源、氮源、氧等的要求不一样，分布上 就有很大的差异。要根据筛选目的确定如：
纤维素酶产生菌：林间落叶、草丛茂密处等附近；
碳氢化合物分解菌：油田附近；
酵母菌：果园内；
高温菌：温泉、火山、堆肥等附近；
第六章 第一节 采样
3、在特殊环境下采样
a、局部条件 如：白蚁肠道→筛选→木素降解菌