之微生物菌种选育
微生物菌种的选育方法
微生物菌种的选育方法菌种选育Loremreferentibus（英语：Strain selection 日语：ひずみの选択法语：la sélection des souches 俄语：Штаммвыбор 德语：Stammselektion ）微生物菌种是决定发酵产品的工业价值以及发酵工程成败的关键，只有具备良好的菌种基础，才能通过改进发酵工艺和设备以获得理想的发酵产品。
菌种用途广泛涉及食品、医药、工农业、环保等诸多领域。
自然选育自然选育的菌种来源于自然界、菌种保藏机构或生产过程，从自然界中选育菌种的过程较为复杂，而从生产过程或菌种保藏机构得到菌种的自然选育过程较为简单。
自然选育的步骤主要是：采样，增长培养，培养分离和筛选等。
采样筛选的菌种采集的对象以土壤为主，也可以是植物、腐败物品和某些水域等。
土壤是微生物的汇集地，从土壤中几乎可以分离到任何所需的微生物，故土壤往往是首选的采集目标。
微生物的营养需求和代谢类型与生长环境有很大关系。
富集培养由于采集样品中各种微生物数量有很大差异，若估计到要分离的菌种数量不多时，就要人为增加分离的概率，增加该菌种的数量，称为富集培养。
纯种培养尽管通过增长培养的效果很好，但是得到的微生物还是处于混杂状态，因为样品中本身含有许多种类的微生物。
所以，为了取得所需的微生物纯种，增殖培养后必须进行分离。
平板分离法由接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来。
如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单菌落。
分离方法有三种：即划线分离法、稀释法和组织分离法。
稀释分离法在溶液中再加入溶剂使溶液的浓度变小。
亦指加溶剂于溶液中以减小溶液浓度的过程。
浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=稀溶液的质量×稀溶液的质量分数生产能力考察初筛一般通过平板稀释法获得单个菌落，然后对各个菌落进行有关性状的初步测定，从中选出具有优良性状的菌落。
菌种选育的常用途径
菌种选育的常用途径引言菌种选育是一种重要的微生物学研究领域，通过对不同菌种的筛选和改良，可以获得具有特定功能的菌株，应用于农业、医药、食品等领域。
本文将详细介绍菌种选育的常用途径，包括菌种筛选、遗传改良和代谢工程等方面。
菌种筛选菌种筛选是菌种选育的第一步，通过对大量的菌株进行筛选，找到具有特定功能的菌种。
常用的菌种筛选途径包括：1. 传统筛选法传统筛选法是指通过传统的培养基和培养条件，观察菌株在不同环境下的生长情况和代谢产物的产量，从中选出具有优良性状的菌株。
这种方法简单易行，但效率较低。
2. 高通量筛选法高通量筛选法是利用自动化设备和高通量平台，对大量的菌株进行快速筛选。
常用的高通量筛选方法包括微孔板筛选、流式细胞术和荧光素酶报告基因等。
这种方法高效快速，能够同时处理多个菌株。
3. 分子生物学筛选法分子生物学筛选法是通过对菌株的基因组进行分析，筛选出具有目标基因或特定代谢途径的菌株。
常用的分子生物学筛选方法包括PCR技术、基因芯片和下一代测序等。
这种方法能够准确地确定菌株的遗传特征，对于寻找具有特定功能的菌株具有重要意义。
遗传改良遗传改良是菌种选育的关键步骤，通过对菌株的基因进行改造或调控，使其具有更好的性状和功能。
常用的遗传改良途径包括：1. 诱变诱变是指通过物理或化学手段对菌株的基因进行改变，产生突变体。
常用的诱变方法包括辐射诱变和化学诱变。
诱变可以导致菌株的遗传多样性增加，从而增加筛选到具有特定功能的菌株的概率。
2. 基因工程基因工程是指通过外源基因的引入或菌株内部基因的改造，使菌株具有特定的性状和功能。
常用的基因工程方法包括基因克隆、基因敲除和基因表达调控等。
基因工程可以准确地改变菌株的遗传特征，实现对菌株的精确改良。
3. 重组DNA技术重组DNA技术是指通过DNA片段的重组和重排，实现对菌株基因组的改造。
常用的重组DNA技术包括PCR扩增、限制酶切和连接等。
重组DNA技术可以实现对菌株基因组的精确改造，为菌种选育提供了有力的工具。
微生物菌种的选育和保藏--诱变育种
四、诱变育种
2 诱变育种基本过程 ➢诱变处理： ➢诱变剂的处理方式： ✔单因子处理：采用单一诱变剂处理出发菌株； ✔复合因子处理：两种以上诱变因子共同诱发菌体突变，包括①两种或多种 诱变剂先后使用；②同一种诱变剂的重复使用；③两种或多种诱变剂的同时使用。 ➢诱变剂的处理方法： ✔直接处理方法：将菌悬液用物理、化学因子处理，然后涂平板分离突变株； ✔生长过程处理法：适用于诱变作用强而杀菌率较低的诱变剂，或在分裂过 程中只对DNA起作用的诱变剂，如NTG、LiCl、 秋水仙碱等；方法：可将诱变剂 加入培养基后涂平板；或先把培养基制成平板，将一定浓度的诱变剂和菌体加入平 板； 或摇瓶振荡培养处理；
四、诱变育种
2 诱变育种基本过程 ➢ 制备单孢子(或单细胞)悬液： ➢ 目的：获得单孢子(或单细胞)均匀的悬液；
➢ 原因: 分散状态的细胞可以均匀地接触诱变剂，又可避免长出不纯菌落；
➢ 方法:✔菌龄:对数期细胞、刚成熟的孢子母菌细胞悬浮液的浓度为106个/mL、
四、诱变育种
2 诱变育种基本过程 ➢ 突变株的分离与筛选： ➢ 筛选方案:
➢ 筛选方法： ✔初筛：a.随机筛选：也称摇瓶筛选；随机挑选的平板菌落进行摇瓶筛选； b.平板菌落预筛：在培养皿上诱变后从试样检出突变体的一种
琼脂平板筛选法,有纸片培养显色法、透明圈法、琼脂块培养法等; ✔复筛:对突变株的生产性能作比较精确的定量测定工作，代表方法：琼脂
放线 菌或细菌的浓度为108个/ mL左右;
✔菌悬液配制方法:离心洗涤前培养物，用冷生理盐水或缓冲液制备菌悬 液，放在盛有玻璃珠的三角瓶内振荡10min,令其分散，用无菌脱脂棉或滤纸过滤。 通过菌体计数，调整菌悬液的浓度供诱变处理。
四、诱变育种
2 诱变育种基本过程 ➢ 诱变处理： ➢ 诱变剂种类的选择：物理诱变剂和化学诱变剂 ✔物理诱变剂：紫外线、χ射线、γ射线、等离子、快中子、ɑ射线、β射线、 超声波等； ✔化学诱变剂: 碱基类似物、烷化剂、羟胺、吖定类化合物等； ➢ 最适诱变剂量选择： ✔诱变剂剂量表示方式：a.UV的剂量指强度与作用时间的乘积； b.化学诱变剂剂量：诱变剂的浓度和作用 时间的乘 积来表示； c.在育种实践中，常以杀菌率来作诱变剂 的相对剂量； ✔最适诱变剂量确定：a.依据：最适剂量应该使所希望得到的突变株在存活 群体中占有最大的比例； b.方法：通过比较剂量--存活率曲线和剂量-
微生物菌种选育概述2024
引言概述：微生物菌种选育是农业生产中的关键环节之一，对于提高农作物产量、改善土壤环境以及保护农作物免受病害的影响非常重要。
本文将探讨微生物菌种选育的概述，并从生理特性、菌株筛选、大规模培养、菌种质量保证以及应用前景等方面进行详细阐述。
正文内容：一、微生物生理特性的研究1.微生物的代谢途径及对环境的适应能力a.微生物代谢途径的分类及特点b.微生物对环境因素的响应机制2.微生物生物学特性的研究a.微生物的生物学分类和鉴定方法b.微生物的生物学功能及功能鉴定方法3.微生物菌种遗传特性的研究a.微生物基因组的分析方法b.微生物遗传多样性的研究手段二、菌株筛选及评价1.菌株来源的选择a.野生环境中菌株的获取b.人工合成菌株的筛选2.菌株的评价指标a.菌株的抗逆性评价b.菌株的生物活性评价3.菌株筛选的方法与策略a.传统筛选方法b.分子筛选方法的应用三、大规模培养技术1.培养基的优化a.培养基组成的优化b.培养条件的优化2.发酵设备与工艺的改进a.发酵罐的设计与选用b.发酵工艺参数的优化3.自动化控制技术在大规模培养中的应用a.自动化控制系统的构建b.自动化控制在发酵过程中的应用四、菌种质量的保证1.菌种质量评估与监控a.菌种纯度的评估方法b.菌种的稳定性和一致性的评估2.菌种质量控制的技术手段a.菌种质量控制的重要性和原则b.菌种质量控制的技术手段和措施3.菌种保存与推广a.菌种保存的方法与策略b.菌种的推广与应用前景五、微生物菌种选育的应用前景1.在农业中的应用前景a.微生物菌种在农作物生长过程中的应用b.微生物菌种在农作物病害防治中的应用2.在环境修复中的应用前景a.微生物菌种在土壤重金属修复中的应用b.微生物菌种在油污染处理中的应用总结：通过对微生物菌种选育的概述以及生理特性、菌株筛选、大规模培养、菌种质量保证以及应用前景的详细阐述，我们可以看出微生物菌种选育在农业生产中的重要性和应用潜力。
加强对微生物生理特性的研究，优化菌株筛选和培养技术，保证菌种质量，将有助于推动微生物菌种选育的应用和发展，为农业生产和环境修复提供更多有效的解决方案。
微生物的菌种选育
理想的工业发酵菌种应符合以下要求：⑴遗传性状稳定⑵生长速度快，不易被噬菌体等污染⑶目标产物的产量尽可能接近理论转化率⑷目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离⑸尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量并且有利于产物分离⑹培养基成分简单、来源广、价格低廉⑺对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感⑻对溶氧的要求低，便于培养以及降低能耗一、从自然界获得新菌种的步骤分离微生物新种的具体步骤大体可分为采样、增殖、纯化、性能测定。
采样菜园和耕作层土壤是有机质较多的土层，常以细菌和放线菌为主；果园数根土层中，酵母菌含量较高；动植物残体及霉腐土层中，分布着较多的霉菌。
豆科植物根系土中，往往存在根瘤菌；河流湖泊的淤泥中能分离到产甲烷菌；油田和炼油厂周围土层中常见分解石油的微生物等。
各种水体也是工业微生物菌种的重要来源，许多具有光合作用能力的微生物以及兼性或专性厌氧微生物都能从各种水体中筛选得到。
增殖才采集的样品中，一般待分离的菌种在数量上并不占优势，为提高分离的效率，常以投其所好和取其所抗的原则在培养基中添加特殊的养分或抗菌物质，使所需菌种的数量相对增加，这种方法称为增殖培养或富集培养。
纯化常用的菌种纯化方法很多，大体可将它们分为两个层次，一个层次较粗放，一般只能达到“菌落纯”的水平，从“种”的水平来说是纯的，其方法有划线分离法，涂布分离法和稀释分离法。
另一层次是较为精细的单细胞或单孢子分离法，它可达到细胞纯即“菌株纯”的水平。
具体操作方法很多，最简便的方法是利用培养皿或凹玻片等分离小室进行细胞分离。
也可以利用复杂的显微镜操作装置进行单细胞挑取。
性能测定菌种性能测定包括菌株的毒性试验和生产性能测定。
二、基因突变和微生物菌种选育基因是在生物体内具有自主复制能力的遗传功能单位，是一个具有特定核苷酸顺序的核酸片段，每个基因约有1000个碱基对。
基因是合成有功能的蛋白质多肽链或RNA所必需的全部核酸序列（通常是指DNA序列）。
《微生物的菌种选育》课件
诱变育种
总结词
诱变育种是一种通过使用物理、化学或生物诱变剂，诱发微生物发生基因突变，从而获得所需性状的育种方法。
详细描述
诱变育种通常需要处理少量材料，因为诱变剂可以直接诱发基因突变。该方法效率较高，可以快速获得所需的突 变体。常用的物理、化学诱变剂包括紫外线、X射线、化学诱变剂等。生物诱变剂则包括某些细菌或病毒等。
培养条件控制
法规与伦理问题
微生物的生长和代谢受到培养条件的影响 ，如温度、pH、氧气浓度等，这些条件的 细微变化可能导致实验结果的波动。
在某些应用领域，如药物和食品工业，微 生物菌种选育可能面临严格的法规和伦理 要求，需要遵循相关规定和标准。
未来的发展方向
高通量筛选技术 随着高通量筛选技术的发展，未 来可以更快地筛选到具有优良性 状的微生物菌种，提高选育效率 和成功率。
基因组编辑技术
总结词
基因组编辑技术是一种通过精确地编辑微生物的基因组序列，从而获得所需性状的育种方法。
详细描述
基因组编辑技术包括CRISPR-Cas9等基因编辑技术，可以精确地编辑和修改微生物的基因组序列，从 而获得具有优良性状的菌株。该方法需要一定的基因组编辑技术基础，但具有高效率和精确性等优点 。
在医药领域的应用
抗生素生产
许多抗生素是由微生物产生的，通过 菌种选育可以获得高产抗生素的菌株 ，用于治疗各种疾病。
疫苗生产
疫苗的生产也需要用到菌种选育技术 ，通过选育具有特定抗原性的菌株， 可以生产出预防各种疾病的疫苗。
在环境保护中的应用
生物治理
通过菌种选育可以获得具有高效降解能力的 菌株，用于处理各种环境污染，如废水处理 、土壤修复等。例如，通过选育能够降解有 机污染物的细菌和真菌，可以有效治理水体 和土壤污染。
微生物菌种选育方式(一)
微生物菌种选育方式(一)关键词：地衣芽孢杆菌诺卡氏菌 ATCC 北京标准物质网微生物菌种选育技术在现代生物技术中具有十分重要的地位，经历了自然选育、诱变育种、杂交育种、代谢控制育种和基因工程育种五个阶段，各个阶段并不孤立存在，而是相互交叉，相互联系的。
新的育种技术的发展和应用促进了生产的发展。
1．自然选育随着微生物学的发展，特别是在发明微生物的纯培养技术之后，出现了微生物纯种的自然选育。
以基因自发突变为基础选育优良性状菌株的这种方法，是最早应用微生物遗传学原理．进行育种实践的一个实例。
由于微生物体内存在光复活、切补修复、重组修复、紧急呼救修复等修复机制以及DNA聚合酶的校正作用，使得自发突变几率极低，一般为10-6～10-10这样低的突变率导致自然选育耗时长、工作量大，影响了育种工作效率。
在这种情况下，就出现了诱变育种技术。
2．诱变育种1927年，Miller发现X射线能诱发果蝇基因突变。
之后，人们发现其他一些因素也能诱发基因突变，并逐渐弄清了一些诱变发生的机理，为工业微生物诱变育种提供了前提条件。
1941年，Beadle 和 Tatum 采用X射线和紫外线诱变红色面包霉，得到了各种代谢障碍的突变株。
在这之后，诱变育种得到了极大发展。
诱变育种是以诱变剂诱发微生物基因突变，通过筛选突变体，寻找正向突变菌株的一种诱变方法。
诱变剂包括物理诱变剂、化学诱变剂和生物诱变剂。
其中，物理诱变剂包括紫外线、X射线、射线、快中子等；化学诱变剂包括烷化剂(如甲基磺酸乙酯、硫酸二乙酯、亚硝基胍、亚硝基乙基脲、乙烯亚胺及氮芥等)、天然碱基类似物、脱氨剂(如亚硝酸)、移码诱变剂、羟化剂和金属盐类(如氯化锂及硫酸锰等)；生物诱变剂包括噬菌体等。
物理诱变剂因其价格经济，操作方便，所以应用最为广泛；化学诱变剂多是致癌剂，对人体及环境均有危害，使用时须谨慎；生物诱变剂应用面窄，其应用也受到限制。
现今，诱变育种已取得了显著的成果，如青霉素生产菌的青霉素产量在40年内增加了近万倍，达到lO万u／ml左右；谷氨酸产生菌经紫外诱变处理，产酸率提高了3l％；用亚硝酸钠、紫外线等物化方法诱变产碱性蛋白酶的地衣芽孢杆菌，使其从原来的以玉米粉为碳源转变为以大米为碳源进行发酵产酶，后用紫外诱变，最终筛选出F一8014菌株，产酶量提高了37％。
食品微生物学 第四章微生物遗传与菌种选育 第二节微生物的菌种选育
微生物遗传与菌种选育
4.2.2.1 诱变育种的步骤:
确定出发菌 ↓
菌种的纯化选优 ↓出发菌株性能测定
同步培养 ↓
制备单细胞（单孢子）悬液 ↓
诱变剂选择与诱变剂量的预试验 ↓
诱变处理 ↓
平板分离 ↓计形态变异菌落数、↓
重复筛选 ↓摇瓶发酵试验
选出突变株进行生产试验
如果此野生型菌株产量偏低，达不到工业生产的要求， 可以留之作为菌种选育的出发菌株。
微生物遗传与菌种选育
4.2.2 微生物的诱变育种
诱变育种是利用物理和化学诱变剂处理微生物细胞群， 促进其突变率在同提高，再从中筛选出少数符合育种目的的 突变株。
诱变育种的主要手段是以合适的诱变剂处理大量而分散 的微生物细胞，在引起大部分细胞死亡的同时，使存活细胞 的突变率迅速提高，再设计既简便、快速又高效的筛选方法， 进而淘汰负突变并把正突变中效果最好的优良菌株挑选出来。
微生物遗传与菌种选育
4.2.1.4 纯种培养 经过分离培养，在平板上出现很多单个菌落，通过菌落
形态观察，选出所需菌落，然后取菌落的一半进行菌种鉴定， 对于符合目的菌特性的菌落，可将之转移到试管斜面纯培养。 4.2.1.5 生产性能测定
从自然界中分离得到的纯种称为野生型菌株，它只是筛 选的第一步，所得菌种是否具有生产上的实用价值，能否作 为生产菌株，还必须采用与生产相近的培养基和培养条件， 通过三角瓶进行小型发酵试验，以求得适合于工业生产用菌 种。
微生物遗传与菌种选育
4.2.2.2 营养缺陷型突变株的筛选
在诱变育种工作中，营养缺陷型突变体的筛选及应用有 着十分重要的意义。营养缺陷型菌株是指通过诱变而产生的 缺乏合成某些营养物质(如氨基酸、维生素、嘌呤和嘧啶碱 基等)的能力，必须在其基本培养基中加入相应缺陷的营养 物质才能正常生长繁殖的变异菌株。其变异前的菌株称为野 生菌株。
微生物菌种选育实验
微生物菌种选育实验一、实验目的通过本环节训练，加深对发酵工程上游技术中菌种筛选的认识；学会常规选种方法；掌握微生物诱变育种的方法；掌握常规工业微生物菌种保藏法；树立科学认真仔细的态度，培养科研协作精神。
二、实验内容实验一工业微生物菌种分离根据一定的生产目的如产酶、产酸、产酯等，建立不同的筛选模型，并从特定的样品如曲药、酸乳、土壤中筛选出高产适宜的菌株。
1、分离培养基的配制2、无菌器材的准备3、菌悬液的制备4、接种5、培养6、初步鉴定(1) 菌落形态(2) 个体形态7、斜面接种培养实验二工业微生物菌种复筛通过摇瓶培养对实验一所得的菌株的生产性能进行精确的定量测定。
1、发酵培养基的配制；2、目的菌株的摇瓶培养；3、发酵液的生理活性测定。
实验三微生物的诱变育种用紫外线对实验一所得的高产菌株进行诱变，并测定诱变后的菌株的生产能力。
1、单细胞(或单孢子)悬液的制备；2、致死曲线的测定；3、诱变处理；4、初筛；5、复筛；6、菌种保藏。
三、实验要求1．学生自行设计具体实验方案，在教师指导下由学生自主完成实验。
2．实验结束后，要求学生完成一篇微型小论文。
论文的撰写应本着实事求是的原则，对所做实验过程和数据进行认真、严格的记录和处理，并进行独立分析，不得抄袭他人的数据。
四、考核办法1、考核内容：实验方案、实验态度、操作技能、实验报告等。
2、考核办法：按照实验方案、实验态度、操作技能、实验报告等内容综合考核学生，得到学生该门实验课程的成绩。
成绩考核采用优秀、良好、中等、及格、不及格五级记分制。
3、考核标准：以实际操作技能和分析解决问题的技能为主，实验考核内容各单项所占分数比例为实验方案20%、实验态度10%、操作技能40%、实验报告30%。
微生物菌种选育
株，苏云金杆菌模式菌株等细菌、食用菌等大型真菌、林 木病原菌、菌根菌、病虫生防菌、木腐菌、病毒和植原体 类等。 中国工业微生物菌种保藏管理中心:保藏各种工业微生物菌种 资源包括：细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌和大型真菌 。 中国医学细菌保藏管理中心: 兽医微生物菌种保藏管理中心:
美国典型菌种保藏中心 (American Type Culture Collection, ATCC）
三、菌种分离思路
1：新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要 求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所 需要的菌种挑选出来。
2:实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行 分离纯化。
3：有了优良的菌种，还要有合适的工艺条件和合理先进的 设备与之配合。
8、几种微生物纯培养分离方法的比较
1）固体稀释平皿法： 即可定性,又可定量,用途广泛;
2）平皿划线分离法： 方法简便,多用于分离细菌;
3)组织分离法: 高等真菌及植物病原菌。
4）单细胞挑取法： 局限于专业化的科学研究；
5）利用选择培养基法： 适用于分离某些生理类型较特殊的微生物。
二、菌种的来源
1、根据资料直接向有科研单位、高等院校、工 厂或菌种保藏部门索取或购买；
第二章 微生物菌种选育
• 优良的菌种是发酵工业的基础和关键，是 显著改善和提高产品种类、产量以及质量 的先决条件。 • 菌种选育，就是要利用微生物的遗传变异 的特性，采用各种手段，改变菌种的遗传 性状，使其符合工业生产的需要。
本章主要内容
• 第一节 微生物发酵工业的菌种类型及来源 • 第二节 微生物发酵高产菌种选育 • 第三节 菌种的退化和菌种保藏
土样的采集方法
使预被分解的物质成为唯一的碳源或氮源 pH7.0～7.5适于细菌和放线菌，pH4.5 ～6适于霉 菌和酵母 40℃利于放线菌孢子萌发，却不利于细菌生长 限制通入氧气使厌氧菌数量增加
采用平板划线法和稀 通过压力（高温、高压、抗生素）使非目的的 释法，以时间为变量， 类群比例减少 进行纯种分离
从一些发酵制品中分离目的菌株，如酒醪中 分离淀粉酶或糖化酶的产生菌，从酱油中分 离蛋白酶产生菌，从噬菌体污染的发酵液中 分离抗噬菌体的发酵菌株等。
三、菌种微生物的选择性分离
• 菌株的分离和筛选分为以下几步：
采 样 富 集 分 离 筛 选
各种生境下的土壤是 微生物菌种最全面的 来源 人为控制条件使所期 待的目的菌种占据优 势
是单产高的营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株或野生菌株，最 好还是抗噬菌体能力强的菌株
菌种纯粹，不易变异退化，以保证稳定性
菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素（包括 抗生素、激素、毒素等），以保证安全
类型：包括细菌、酵母菌、霉菌和放线菌等类群，还有担子菌及藻类等
一、工业发酵常见的微生物种类
担子菌就是人们常说的菇类（mushroom）微生物。
担子菌资源的利用正引起人们的重视，如多糖、 橡胶物质和抗癌药物的研发。
6、藻类（alga）
微生物菌种的选育方法(两篇)2024
引言：微生物菌种的选育是一项重要的研究领域，其在农业、医药、环境保护等多个领域具有广泛的应用价值。
本文结合相关研究成果，探讨了微生物菌种选育的方法，旨在为相关领域的科研工作者提供参考。
概述：微生物菌种的选育是指通过对微生物的筛选和培养，选择出具有特殊功能或者优良特性的微生物菌株。
其方法包括了菌种筛选、培养条件优化等多个环节。
本文将以此为主线，结合实际案例，详细阐述微生物菌种选育的方法。
正文内容：1. 菌种筛选1.1 传统筛选方法传统筛选方法包括菌落形态观察、生理生化指标检测、抗性测定等。
通过对菌落形态和生理生化特性的观察，可以初步确定菌株的特性。
同时，通过对菌株的抗性测定，可以筛选出具有耐药或者耐环境逆境特性的菌株。
1.2 分子生物学方法分子生物学方法可以应用PCR等技术，快速检测目标菌株的特定基因或者特性。
这些特定基因可能与目标菌株的优良性状相关，通过筛选出含有这些特定基因的菌株，可以更加精确地进行微生物菌种的选育。
2. 菌种培养条件优化2.1 培养基配方优化培养基是微生物菌种培养的基础，其配方的优化对于菌种的生长和代谢具有重要影响。
通过调整培养基中的碳源、氮源、矿质元素等成分，可以优化菌株的生长条件。
2.2 培养条件控制培养条件的控制对于微生物菌株的生长和产生特定代谢产物等方面具有重要影响。
温度、pH值、培养时间等因素的调控，可以使菌株在适宜的环境中进行生长和代谢，从而保证其优良特性的表达。
3. 菌株遗传改良3.1 重组DNA技术重组DNA技术可以通过将目标基因导入到菌株中，使其具有特定的功能特性。
通过引入外源基因，可以使菌株产生特定的代谢产物，或者具有特定的酶活性等特性。
3.2 融合技术融合技术是指将两个或者多个菌株进行融合，从而形成新的菌株。
融合后的菌株可能具有不同菌株的优点，如抗性能力、代谢能力等，从而提高菌株的综合性能。
4. 菌株功能验证4.1 体外实验通过在实验室中建立靶点验证体系，对选育出的菌株进行功能验证。
第六章 微生物菌种的选育考试重点汇总
第六章微生物菌种的选育第一节从自然界中分离筛选菌种*1.基本步骤：采样→增殖培养→纯种分离→筛选(初筛、复筛)2.环境条件对土壤样本中微生物分布的影响：（1）营养环境（2）水分（3）温度：采样以秋季为好（4）通风（5）酸碱度：细菌、放线菌：中性或偏碱；霉菌、酵母：偏酸3. .采样方法（1）去除表层土（2）取5-15cm土样几十克，装入无菌牛皮低袋或塑料袋中4.增殖培养（富集培养）目的：提高样品中目的菌的数量和比例原理：通过控制营养成分和/或培养条件，使样品中目的菌得以大量繁殖而非目的菌的生长受到抑制或繁殖减缓，从而提高样品中目的菌的数量和比例*方法：（1）控制营养成分（2）控制培养基pH（3）控制培养温度：30℃左右培养，可培殖嗜温微生物50~60℃培养，可培殖嗜热微生物，筛选耐热菌株（4）热处理——增殖芽孢细菌样品悬浮液经80℃、10分钟处理，杀死营养体，再添加营养培养后可增殖产芽孢细菌（5）添加抑制剂5.纯种分离（一）纯种分离的方法目的：将目的菌从混杂的微生物中分离出来，获得纯培养方法：涂布平板分离法、倾注平板分离法、平板划线分离法、组织分离法**（二）平皿反应快速检出法依据是检测单菌落是否产目的产物并对目的产物的产量进行粗略估计A纸片培养显色法：以饱浸含有某种指示剂的固体培养基的滤纸搁置在培养皿中，用牛津杯架空，下放一小团浸有3%甘油的脱脂棉保湿，用接种环将适量细胞悬液接于滤纸上，保温培养，得到分散的单菌落，菌落周围形成对应的颜色变化。
指示剂变色圈与菌落直径之比值大者表示产物的产量高，由此可以挑选产量较高的菌株。
所用的指示剂是酸碱指示剂或能与产物反应产生有色物质的其他指示剂。
B透明圈法：利用混浊的底物被分解后形成透明圈的大小，可以检出微生物分解利用此物质的能力。
可溶性淀粉——淀粉酶，粉末碳酸钙——有机酸，酪素——蛋白酶C变色圈法：直接用显色剂或指示剂掺入培养基中，或喷洒至已形成菌落的培养基的表面，根据显色圈或变色圈等形成而对目的菌进行检出，稀碘液与淀粉变色圈的颜色及大小E生长圈法：生长圈法是根据工具菌在目的菌周围形成生长圈而对目的菌进行检出。
微生物的纯培养 菌种选育
1、自然界突变菌种的分离筛选 采样：采集以土壤为主 增值培养：以便增加分离的概率 纯种分离：有稀释分离法、划线分离法、组织分离法 纯种分离法：取菌种一半进行菌种鉴定 生产性能测定：采取与生产相近的培养基和培养条件， 通过三角瓶进行小型发酵试验以求得合适于工业生产的 菌种
2、诱变育种
诱变育种：利用物理或化学诱变剂处理均匀而 分散的微生物细胞群，促进其突变率显著提高， 然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑 选少数符合育种目的的突变株，以供生产实践或 科学研究之用。
诱 变 育 种 具 有 极 其 重 要 的 实 践 意 义 , 当 前 发 酵 工 业和其他微生物生产部门所使用的高产菌株，几 乎毫无例外地都是通过诱
杂交育种：将两个基因型不同的菌株的有性孢子或无性 孢子及其细胞，互相联结、细胞核融合，随后细胞核进 行减数分裂或有事分裂，遗传形状出现分离和重新组合 的现象，产生具有各种新形状的重组体，然后经分离和 筛选，获得符合要求的生产菌株。
THANKS
菌种选育：利用微生物遗传物质变异的特性，采用各种手 段，改变菌种的遗传形状，经筛选获得新的适合生产的菌 株，以稳定和提高产品质量或得到新的产品。
菌种选择需要注意： •挑选符合生产要求的菌种 •根据菌种的遗传特点，改良菌株的生产性能，使产品产 量、质量不断提高。如发现菌种的性能下降时，还要设法 使其复壮。 •要有合适的工艺条件和合理先进的设备与之配合。
如何选育微生物高产菌种
如何选育微生物高产菌株要选育出一株可以应用于工业生产的高产菌株大概的方法有：常规育种法，诱变育种法，基因工程育种法和代谢控制育种法。
无论是那一种方法，都是以微生物的基因发生突变为育种的基础，只有微生物的基因发生了有利于工业生产的突变才有可能选育出高产的菌株。
事实上在选育某种高产微生物菌株的过程中，不同的育种方法常常是结合在一起发挥作用的。
目的性强、劳动强度低、效果显著是我们的育种原则。
目的性强，就是指我们做的一切工作都要围绕着如何提高目的产物的产量来进行。
要利用微生物生产一种目的产物，首先就要对我们要生产的物质要有充分的了解，这就包括掌握目的产物的生理生化性质，组成结构，那些微生物会产生或可能产生这一物质，这些微生物会在哪里采集的到。
有可能的话还有必要了解微生物产生这种物质的代谢途径和必要的的一些代谢网络的信息。
只有这样才能在后面的菌种选育的过程中有目的性的选择合适的方法，使得所有的步骤和方法都是围绕着我们选育高产目的产物的菌株而服务的。
劳动强度低，就是在掌握了菌种选育的必要信息之后，要对选育高产菌种的选育方案进行优化设计，从而使选育工作的劳动强度降低。
这一步骤是很有必要的，只有在确定了一个好的选育的方案以后，后续的选育工作才有保证。
实验方案的优化设计还是要基于前面的信息准备，要有针对性的设计实验方案。
在这里很大程度要依赖代谢控制发酵的原理和思路来对所要选育的高产菌株进行选育方案的设计。
虽然菌种选育的大致框架都差不多，但是能不能选育出某一高产菌株还是要看有没有一个有很强针对性的筛选思路，这样就可以减少不必要的工作，降低菌种选育的劳动强度。
效果显著，就是选育出的菌株确实是提高了产量的菌株。
这是检验一个育种试验设计是否正确和高效的最直接的标准。
在这一环节中要求要有一个快速高效的筛选机制，如果没有一个好的筛选高产菌株的方法，就算在正确的育种思路指导下，菌株发生了正向的突变，筛选不出来前面的努力也是白费。
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诱变育种的原理
诱变育种的理论基础是基因突变
紫外线 快中子
物理诱变剂
NTG NM
化学诱变剂
噬菌体 转座子
生物诱变剂
之微生物菌种选育
小型X射线衍射仪
▪ 超净工作台
之微生物菌种选育
Co60射线机
诱变
诱变育种的 一般步骤
保
筛选
放大之罐微试生物验菌，种中选育试考查
大型投产
诱变育种步骤
出发菌株的选择 制备菌悬液 诱变处理 突变菌株的筛选
之微生物菌种选育
第二节 发酵高产菌种的选育
诱变育种
杂交育种
自然选育 基因工程育种
原生质体融合
之微生物菌种选育
菌种改良
生物
物理
遗传基因
化学
之微生物菌种选育
一、自然选育
自然选育
在生产过程中，不经过人工处理， 利用菌种的自发突变，选育出优 良菌种的过程。
之微生物菌种选育
诱变育种
诱变育种是利用物理或化学诱变剂处理 均匀分散的微生物细胞群，促进其突变 率大幅度提高，然后采用简便、快速和 高效的筛选方法，从中挑选少数符合育 种目的的突变株，以供生产实践或科学 研究用。
之微生物菌种选育
酵母菌
酿酒酵母 异常汉逊氏酵母异常变种
假丝酵母属
毕赤氏酵母属 汉逊氏Ad酵Tdit母Yleo属ur
之微生物菌种选育
霉菌
曲霉属 青霉属 根霉属
毛霉属
之微生物菌种选育
二、工业微生物来源
source 1
向菌种 保藏机 构索取
source 2
source 3
从大自然 中分离筛 选
从发酵 制品中 分离
培养基。
之微生物菌种选育
筛选营养缺陷型的步骤
▪ 诱变 ▪ 淘汰野生型 ▪ 检出缺陷型 ▪ 确定生长谱
之微生物菌种选育
一、诱变方法
▪ 物理诱变 ▪ 化学诱变
之微生物菌种选育
二、淘汰野生型
▪ 抗生素法：野生型能在MM中生长，而缺陷型 不能，于是将诱变处理液在MM中培养短时让 野生型生长，处于活化阶段，而缺陷型无法生 长，仍处于休眠状态。由于细菌或酵母对一些 抗生素敏感，于是就相应加入一定量的抗生素， 结果活化状态的野生型就被杀死，保存了缺陷 型。一般细菌可以采用青霉素，酵母可采用制 霉菌素。
▪ 菌丝过滤法：对于霉菌，因孢子生长后会长出 菌丝体，就可用滤纸过滤法将菌丝滤去，而缺 陷型孢子却因未发芽而不能滤过。
（3）菌对所采用的设备和生产过程的适应性 （4）菌的稳定性 （5）菌的产物得率和产物在培养液中的浓度 （6）容易从培养液中回收产物。
生产性能
之微生物菌种选育
抗生素产生菌的筛选
抗生素产生菌 的筛选
抑菌圈法
稀释法
扩散法
Text
之微生物菌种选育
生物自显影法
抑菌圈法
之微生物菌种选育
产生药理活性化合物菌株的筛选 生长因子产生菌的
1．自然界新分离的野生型菌株，对诱变处 理较敏感，容易达到好的效果。
2．在生产中经生产选种得到的菌株与野生 型较相像，也是良好的出发菌株。
3．每次诱变处理都有一定提高的菌株，往 往多次诱变能积累较多的提高。
之微生物菌种选育
4．出发菌株开始时可以同时选2～3株，在 处理比较后，将更适合的出发菌株留作继 续诱变。
之微生物菌种选育
三、微生物菌种的选择性分离
1 微生物样品的采集
3 目的菌种的分离
2 微生物样品的富集培养
4 目的菌的筛选
之微生物菌种选育
微生物样品的采集
之微生物菌种选育
微生物样品的富集培养
1
控制培养 基的营养 成分
2
控制培养 条件
3
抑制不需 要的菌类
之微生物菌种选育
目的菌种的分离
平板划线法
平板稀释法
1) 营养缺陷型的选育
▪ 营养缺陷型是指通过诱变而产生的缺乏合成 某些营养物质如氨基酸、维生素和碱基等的 能力，必须在其基本培养基中加入相应的营 养成分才能正常生长的变异株。
▪ 与营养缺陷型对应的是野生型。
之微生物菌种选育
▪ 与筛选营养缺陷型有关的三类培养基：
①基本培养基（MM，minimal medium）——能满足 某一菌种的野生型菌株营养要求的最低成分的合成 培养基。
a.涂布平皿分离法 b.倾注平皿分离法
之微生物菌种选育
目的菌的筛选
用刚果红染色法鉴定筛选 降解纤维素的菌株
抗生素筛选
羧甲基纤维素钠作培养物
检定菌培养，加上发酵液
之微生物菌种选育
影印平板法筛 选目的菌
之微生物菌种选育
四、重要工业微生物菌种的分离
▪ 筛选菌株的一些重要指标： （1）菌的营养特征 （2）菌的生长温度
第二章 微生物菌种选育
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之微生物菌种选育
Contents
1
菌种的来源
2
发酵高产菌种选育
3
菌种退化和菌种保藏
4
微生物菌种的扩大培养
之微生物菌种选育
第一节 菌种的来源
一、工业发酵 常见微生物
细菌
担子菌 放线菌
菌种
霉菌
酵母
之微生物菌种选育
细菌
醋酸杆菌 假单胞菌
乳酸菌
大肠杆菌 枯草芽Ad孢Tdit杆Yleo菌ur 棒杆菌、短杆菌
5．要尽量选择单倍体细胞、单核或核少的 多细胞体来作出发诱变细胞，这是由于变 异性状大部分是隐性的，特别是高产基因。
之微生物菌种选育
(二)处理菌悬液的制备 ▪ 这一步骤的关键是制备单细胞和单孢子状态的、
活力类似的菌悬液，为此要进行合适培养基的 培养，并要离心，洗涤，过滤。
带玻璃珠的之三微角生物瓶菌种内选,育加无菌水
②补充培养基（SM，supplemental medium）——在 基本培养基中有针对性地补加某一种或几种营养成 分，以满足相应的营养缺陷型菌株生长需要（其他 营养缺陷型仍不能生长）的培养基。
③完全培养基（CM，complete medium）——可满足 该菌各种营养缺陷型菌株营养需要的天然或半合成
之微生物菌种选育
平板划线法
b.
分区划线分离法
连续划线分离法
之微生物菌种选育
1.稀释平皿分离平法板稀释法
(1)稀 释 1ml
1ml 1ml 1ml 1ml
1g
100ml 1/100
9ml
9ml
9ml
1/1000 10-4 10-5
9ml
10-6
之微生物菌种选育
9ml
10-7
9ml
10-8
（2）倒平板
(三)诱变处理 根据前面有关诱变剂及诱变处理的介绍，结合 诱变对象的实际，设计诱变处理方案。
之微生物菌种选育
(四) 突变菌株的筛选
▪ 筛选分初筛和复筛。 ▪ 初筛以迅速筛出大量的达到初步要求的分
离菌落为目的，以量为主。 ▪ 复筛则是精选，以质为主，也就是以精确
度为主。因此在具体方法上就有差异。
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