培养基设计中的正交设计法
实验五 青霉素发酵培养基正交优化试验_百替生物
实验五青霉素发酵培养基正交优化试验[实验目的]1、掌握培养基的原理2、了解培养基优化的原理和试验设计方法3、通过实验确定青霉素发酵的较适培养基[实验原理]1、掌握培养基的原理a碳源、氮源许多碳源和氮源都是复杂的有机物大分子,如淀粉、黄豆饼粉等,用这类原料作为培养基时,微生物必须要具备分泌胞外淀粉酶和蛋白酶的能力,但不是所有的微生物都具备这种能力的.相应的酶水解/葡萄糖:成本高b代谢的阻遏和诱导碳源、氮源:根据微生物的特性和培养的目的,注意快速利用的碳(氮)源和慢速利用的碳(氮)源的相互配合葡萄糖:具体利用葡萄糖产生的分解代谢产物会阻遏或抑制某些产物合成所需的酶系的形成或酶的活性.氮源的诱导或阻遏:蛋白酶类,受培养基中蛋白质或多肽的诱导,而受铵盐、硝酸盐的阻遏;应以有机氮源为主c合适的C、N比碳氮:过多则容易形成较低的pH;不足则容易引起菌体的衰老和自溶，显著影响微生物生长繁殖和产物合成。
氮源:过多,菌体生长过于旺盛,pH偏高,不利于代谢产物的积累;不足则菌体繁殖量少,从而影响产量。
碳氮比:菌丝体生长阶段氮源需求高;孢子生长阶段氮源需求低.100:(0.2~2.0)d pH的要求微生物在利用营养物质后,由于酸碱物质的积累或代谢酸碱物质的形成会造成培养体系的pH的波动.因而在配制培养基选取营养成分时,除了要考虑营养的需求外,还要考虑其代谢后对培养体系pH缓冲体系的影响2、培养基优化的原理和试验设计方法a培养基优化的基本原理一个批发酵(流加发酵):可以分为生长期和产物形成期两个阶段。
第一阶段:控制菌体的生长,目的是使长好的菌体能够处于最佳的产物合成状态,即如何控制有利于微生物催化产物合成所需酶系的形成。
第二阶段:控制产物的合成;找出影响反应速度变化的主要因素并加以控制使产物的形成速度处于最佳或底物的消耗最经济。
b实验设计方法单因子实验确定培养基的成分：多因子实验确定各成分对培养基的影响大小及适宜浓度多因子:通过较少的实验次数获得所需的结果,正交实验设计、相应面分析等为了追求可比性，正交表中的每个水平都要有适当的重复。
正交设计法筛选紫芝菌丝液体培养基的研究
天 津 农 学 院 学 报 Ｊｕ ｌ ｆ ｉｎｉＡｇｉ ｌ ｒｌ ｉｅｓｙ ｏｍａ ｏ ａｊ ｒ ｕｔ ａ Ｕｎ ｒ ｔ Ｔ ｎ ｃ ｕ ｖ ｉ
Ｖ０ ．７，Ｎ Ｏ２ １１ ．
Ｊｎ ，００ ｕ ｅ２ １
文章编号 ：１ ０— ３４ （０ ０ ２ ０ １—４ ０ ８ ５ ９ ２ １ ）０－ ０ ４ ０
Ａｓ ｅ ｕ ｔ ｈ ｅｍｙ ｅｉ ｌ ｅｌ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｉ ｇ ｆ ｓ ａ ｈ ｄ６ ０ ０ ｎ ｄ Ｇａ ｏ ｅ ｍａＳ ｎ ｎ ｉ ｈ ｐ ａｃ ｕ ｄ ｇ ｏ ｗｅ ｌ ｎｆ ｕ ａ ｓ ｒ ｓ ｌ，ｔ ｃ ｌ ｌ ｓ ｎ ｔ ｈ ｋ ｎ ａ ｋ ｒ ｃ ｅ ０ ，ａ ｎ ｄ ｒ ｉ ｅ ｓｓ ｙ ｈ ｏ ｌ ｒ ｗ ｌ ｉ ｒ ｙ ａ ａｐ ｅ ｈ ｌ ｅ ｏ ｄ
１ ％、蔗糖 ２０ ． ０ ．％、蛋 白胨 Ｏ２ ．％、Ｋ Ｐ ４ ．％、Ｍｇ Ｏ ・ Ｈ２ ． ％。以筛选 出的液体种子初 Ｈ２Ｏ １ ０ Ｓ ４ ７ Ｏ０ ５ ０ 始培养基进行 ３因素 ３水平正交设计，获得了最优 的液体种子培养基配方为：玉米面 １ ％、蔗糖 ． ５
２０ ．％、蛋 白胨 ０１ ．％、Ｋ Ｐ ４ ．％、Ｍｇ Ｏ４ ７ Ｏ００ ％、ＶＢ 微量 。最终可达到每瓶 中的菌球 Ｈ２Ｏ Ｏ１ Ｓ ・ Ｈ２ ． ５ 数为 ６ ０ ，且菌丝在 ４ｄ的时间就可基本上生长 良好。 ０ ０ 关键 词：紫芝 ：菌球 ；液体培养基；正交设计 中图分类号 ：Ｑ １ ８５ 文献标识码 ：Ａ
．
ｏ ｓｒｅ ｅ ｂ ｅ ｖ ｄ ｔ ｍｙ ｅ ｉｌ ｅ ｌｔ ｎ ｔ ｅ ｅ ｄ ｃ ｌ ｒ ｄ ｕ ｈ ｃ ｌ ｐ ｌ ｓ ｉ ｓ ｅ ｕ ｔ ｅ ｍｅ ｉ ｍ ａ ｄ ｈ ｅ ｇ ｏ ｈ ｆ Ｇａ ｏ ｅ ｍａ ｉ ｅ ｓｓ ｈ ｐ ａ ｂ ｔ ｅ ｏ ｉ ａ ｅ ｈ ｕ ｎ ｔ ｒ ｗｔ ｏ ｎ ｄ ｒ Ｓ ｎ ｎ ｉ ｙ ｈ ｙ ｈ ｓ ｌ ｄ ｆ ｒ ｎ ａｉ ｎ， ｔ ｅ ｈ ａ ｉ ｉ ｕ ｄ ｓ ｅ ｄ ｕ ｏ ｏ ｎ ｐ ｗｄ ｒ １０ ， ｓ ｃｏ ｅ ２ ０ ， ｐ ｐ ｏ ｅ ０ ２ ， ＫＨ２ Ｏ４ ０ １ ， ｅ ｍｅ ｔ ｔ ｏ ｈ ｎ ｔ ｅ ｂ ｓｃ ｌ ｉ ｅ ｄ ｍｅ ｉ ｍ ｆ ｃ ｒ ｏ ｅ ． ％ ｑ ｕ ｒ ｓ ．％ ｅ ｔｎ ．％ Ｐ ．％ Ｍ ｇ Ｏ４ Ｈ２ ０ ０ ％ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｄ Ａｌｏ ｉ ｉ ｏ ｔ ｚ ｄ ｔ ｅ ｓ ｅ ｕ ｔ ｒ ｄ ｕ ｉ ｈ ｅ ａ ｔｒｔ ｒ ｅ ｌ ｖ ｌｏ ｔ ｏ ｏ ａ Ｓ ・ ０ ． ５ ７ ｒ ｏ ｆ ｍｅ ． ｓ ， ｔ ｓ ｐ ｉ ｅ ｈ ｅ ｄ ｃ ｌ ｅ ｍｅ ｉ ｍ ｎ ａ ｔ ｒ ｅ ｆ ｃｏ － ｅ ｅ ｅ ｒ ｇ ，ｓ ｃ ｏ ｅ ２ ０ ，ｐ ｐ ｏ ｅ０ １ ，ＫＨ２ Ｏ４Ｏ １ ，Ｍ ｇ Ｏ４ Ｈ２ Ｏ０ ％ ，ａ ｄ ｍｉ ｉ ｍＶ ． ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｔ ｓ ｏ ｎ ｐ ｗｅ ． ％ ｉ ｉ ｕ ｒ ｓ ．％ ｅ ｔ ｎ ．％ Ｐ ．％ Ｓ ・ ０ ．５ ７ ｎ ｎ ｍｕ Ｂ
正交试验设计方法(详细步骤)
A2
(y5+ y7)/2 =(0.472+0.554)/2=0.513 (y6+ y8)/2 =(0.480+0.552)/2=0.516
阐明：
表头设计中旳“混杂”现象（一列安排多种原因或交互作 用）
高级交互作用 ，如A×B× C，一般不考虑 r水平两原因间旳交互作用要占r－1列 ，当r＞2时，不宜
（1）选正交表
要求： 原因数≤正交表列数 原因水平数与正交表相应旳水平数一致 选较小旳表
选L9(34)
（2）表头设计
将试验原因安排到所选正交表相应旳列中 因不考虑原因间旳交互作用，一种原因占有一列（能够随
机排列） 空白列（空列）：最佳留有至少一种空白列
（3）明确试验方案
（4）按要求旳方案做试验，得出试验成果
（1）等水平正交表： 各原因水平数相等旳正交表 ①记号 ：Ln( r m ) L——正交表代号 n——正交表横行数（试验次数） r——原因水平数 m——正交表纵列数(最多能安排旳因数个数)
②等水平正交表特点
表中任一列，不同旳数字出现旳次数相同 表中任意两列，多种同行数字对（或称水平搭配）出现旳
1 n
(
n i 1
yi )2
QP
n
设： Q yi2 i 1
n
T yi i 1
P
1 n
n
(
i 1
yi )2
T2 n
②各原因引起旳离差平方和
第j列所引起旳离差平方和 ：
SS j
rr (
n i1
Ki2
)
T2 n
rr (
正交设计法优化Bt发酵培养基
第3卷第5期现代农药V ol.3 No.5正交设计法优化Bt发酵培养基高鹤永弓爱君曲冬梅邱丽娜（北京科技大学应用科学学院北京 100083）摘要采用正交实验方法，进行摇瓶发酵培养基筛选试验来优化苏云金芽孢杆菌发酵培养基，通过测量发酵液吸光度值来确定不同农副产品培养基成分对苏云金芽孢杆菌发酵的影响，从而使培养基优化过程简单易行。
实验结果表明，不同培养基成分配比对发酵效果影响差别很大，试验所得的最佳培养基组合为：玉米粉2.0%、豆饼粉3.5%、鱼粉2.0%、花生饼粉2.0%、淀粉1.0%、K2HPO40.3%、CaCO30.3%。
关键词正交实验苏云金芽孢杆菌培养基筛选苏云金杆菌杀虫剂（Bt）是联合国粮农组织和世界卫生组织推荐、目前在世界上生产和使用量最大的生物杀虫剂。
与化学杀虫剂相比，其主要特点是：对人畜及其它有益生物无害，无环境污染，害虫不易对其产生抗药性，是具有广阔应用前景的生物农药[1]。
苏云金芽孢杆菌对营养物质的要求不高，在含氮0.075%~0.225%，含糖0.1%~1.5%和糖氮比0.44～20.0的环境下就能很好的生长[2]。
国际上生产此菌的主要原料为酵母浸出液、大豆粉、淀粉、葡萄糖等。
虽然由此生产的Bt成品效价高，但存在着原料成本高的问题，造成粮食产品的浪费，从而失去了与化学农药的竞争力。
为了便于工业化大规模发酵生产，降低生产成本，本文利用一些生产成本低廉的农副产品作为发酵培养基的主要碳氮源[3]，采用正交设计试验结合测定发酵液吸光度，确定了HD-1菌株的最佳产毒发酵培养基组分。
1 材料与方法1.1 供试菌种苏云金芽孢杆菌HD-11.2 培养基原料LB培养基(质量浓度)：胰蛋白胨10 g·L-1(北京双旋微生物培养基制品厂)、酵母膏5 g·L-1(北京双旋微生物培养基制品厂)、NaCl 10 g·L-1(北京益利化学品公司)、琼脂（北京化学试剂公司）pH＝7.2。
正交试验设计经典案例
正交试验设计经典案例
一、L9(3^4)正交试验设计
这个实验设计是一个L9(3^4)正交试验设计，用于研究铜锌合金中锌的含量、冶炼时间、冷却速率和成型压力对铜锌合金硬度的影响。
在这个设计中，有四个因素（锌的含量、冶炼时间、冷却速率和成型压力）和三个水平（低、中、高）。
该试验的九个试验条件如下表所示。
2、L16(4^5)正交试验设计
这个实验设计是一个L16(4^5)正交试验设计，用于研究发酵生产中，发酵液pH 值、生物量、发酵温度、曲菌培养基和曲菌翻转次数对干酪根的质量影响。
在这个设计中，有五个因素（发酵液pH值、生物量、发酵温度、曲菌培养基和曲菌翻转次数）和四个水平（低、中低、中高、高）。
该试验的十六个试验条件如下表所示。
3、L16(4^5)正交试验设计
这个实验设计是一个L16(4^5)正交试验设计，用于研究太阳能集热器的建造，包括集热面积、集热器长度、集热器宽度、太阳能采集器的形状和位置对太阳能集热器效率的影响。
在这个设计中，有五个因素（集热面积、集热器长度、集热器宽度、太阳能采集器的形状和位置）和四个水平（低、中低、中高、高）。
该试验的十六个试验条件如下表所示。
以上这些都是经典的正交试验设计案例，这些设计都遵循着统计学中的一些原则和方法，有效地结合了多个因素的影响，将因素控制在一定范围内，从而帮助我们更好地理解问题并提出相应的解决方案。
采用L_93~4正交设计方法筛选血耳菌丝体液体培养基
食药 兼 用真 菌[1 2
材料 与方 法
菌种 试 验试 剂
� F. ) 流 苏 银耳 ( � F. )做了形态 血耳 引 自华 中农 大菌 种实 验中 心
� 血 耳主 要分 � 布于 我 � 国华 中地 � 区 常 见于 � 夏 秋季 � 阔叶 树 葡 萄 糖 蛋 白 胨 牛 肉 膏 蔗 糖 麦 芽 糖 酵母 粉 枯干 或朽 � 木上 传 统医 学记 载血 耳 � 具有 治疗 � 痢疾 � 妇科 诸 琼 脂 ( 珠 江 牌 天 津 市 珠 江 卫 生 材 料 厂 ) M gS O 4 7H 2O � 病以 及肝 � 炎等 � 功效 主 要分 布于 湖 北保 康 � 已经 成 功驯 化 麦 麸 K H 2P O 4 VB 1 以 上除 注明 外均 为分 析纯
摘要 � 采用 正交设计方 法以血耳
菌 丝体的生物 量为测量指 标，对血耳 菌丝体液 体培养基 进行了筛
选，结果表明血耳菌丝体液体培养的最适培养基为 蔗糖 7. 5g � L - 1�麦芽糖 7. 5g � L - 1�麦麸 7. 5g � L - 1�牛 肉膏 3. 5g � L - 1� � M gS O 4 � 7H 2O 0. 5g � L - 1�K H 2 P O 4 1.5g � L - 1�VB l 4 g � L - 1， H 自然�2 8 培养 9 6 h ，其生物量可达 4 . 2 9g � L- 1� 关键词 � 血耳；液体培养基；菌丝体；生物量；正交设计 中图分类号� 646.9 文献标识码 � A 文章编号� 1 003 - 83 1 0 �2 0 09 � 01 - 003 6- 0 3
中国食用菌
2009 28 (1 ) 36 38 � � � � � � � 53-1054 /
正交试验设计
正交试验设计1 正交试验设计的概念及原理 1.1 基本概念利用正交表来安排与分析多因素试验的一种设计方法。
特点：在试验因素的全部水平组合中，仅挑选部分有代表性的水平组合进行试验。
通过部分实施的试验结果，了解全面试验情况，从中找出较优的处理组合。
考察增稠剂用量、pH 值和杀菌温度对豆奶稳定性的影响。
每个因素设置3个水平进行试验 。
全面试验：可以分析各因素的效应，交互作用，也可选出最优水平组合。
全面试验包含的水平组合数较多，工作量大，在有些情况下无法完成 。
若试验的主要目的是寻求最优水平组合，则可利用正交表来设计安排试验。
● 正交试验是用部分试验来代替全面试验的，它不可能像全面试验那样对各因素效应、交互作用一一分析； ● 当交互作用存在时，有可能出现交互作用的混杂。
● 虽然正交试验设计有上述不足，但它能通过部分试验找到最优水平组合，因而很受实际工作者青睐。
1.2 基本原理在试验安排中，每个因素在研究的范围内选几个水平， 可以理解为在选优区内打上网格，如果网上的每个点都做试验，就是全面试验。
3个因素的选优区可以用一个立方体表示。
3个因素各取3个水平，把立方体划分成27个格点。
若27个网格点都试验，就是全面试验。
A2 A3A1B1C1B3 B2A 因素：增稠剂用量，A1、A2、A3B 因素：pH ，B1、B2、B3C 因素：杀菌温度，C1、C2、C33因素3水平33＝271.2 基本原理正交设计就是从选优区全面试验点（水平组合）中挑选出有代表性的部分试验点（水平组合）来进行试验。
A1B1C1 A1B2C2A1B3C3A2B1C2A2B2C3A3B1C3A3B2C1A3B3C2A2B3C1A1B1C3A1B3C1A2B1C1 A2B2C1A2B3C3A3B1C1A3B2C39个组合保证了A 的每个水平与B 、C 的各个水平在试验中各搭配一次。
任一因素的每个水平都与另外两个因素的每个水平相组合且组合１次。
中国被毛孢菌摇瓶发酵菌丝体培养基的正交优化实验
中国被毛孢菌摇瓶发酵菌丝体培养基的正交优化实验优化中华被毛孢的液体培养条件。
其方法是通过18srDNA及系统进化树对中华被毛孢进行鉴定分析，然后以中华被毛孢菌丝体生物量为指标,采用单因素试验和正交试瞪研究菌丝体液深层发酵的培养条件。
然而结果是单因素试验表明,最佳的氮源为蛋白陈，其次为牛肉膏;最佳碳源为葡萄糖,其次为蔗糖和麦芽糖。
正交设计试验表明，菌株的液体发酵的最佳配方:浓度1%葡萄糖+浓度0.5%蛋白胨+浓度0.1%酵母粉+浓度0.01%维生素B, +浓度0.05% KH,PO, +浓度0.05% MgSO;在该浓度培养下，菌丝体生物量可达到20.8g/L。
其次结论该方法优化了中华被毛孢的液体培养条件,为中华被毛孢的的开发利用提供依据。
珍贵药材冬虫夏草( Cordyceps sinensis) 的药用价值已引物。
以提取的基因组起广泛关注,但冬虫夏草的人工培育难度极大,野生资源稀DNA为模板,以上述设计引物为扩增引物，克隆真菌的缺。
为利用冬虫夏草的药用价值,对冬虫夏草真菌进行发酵18srDNA序列，测序,将测序的结果在NCBI上进行BLAST利用，是当前冬虫夏草开发的重要途径之一。
比对,选取部分同源序列和中华被毛孢的18S rDNA序列利智等的研究表明,中国被毛孢( Hisuella sinensis)是冬虫夏草用clustaLx软件包进行序列同源进化比对,将得到的结果运的真菌无性型" 0。
笔者先通过18srDNA及系统进化树对用MEGA4. 0软件采用邻位相连( Neighbor - joining)算法构所引进的冬虫夏草无性型进行分子鉴定,再研究菌丝体的液建系统进化树8]。
体培养工艺，以期为冬虫夏草的开发利用奠定基础。
接种方法与接种条件。
将不同培养基灭菌(121 C,1材料与方法30 min)冷却后,取4 ~5瓶生长良好的液体种子,用纱布过滤发酵液,得到菌丝体,将菌丝体转人玻璃匀浆器中研磨。
正交试验设计分析
正交试验设计分析正交试验设计分析_________________________正交试验设计分析是研究不同变量之间相互关系的一种有效研究方法，它可以准确地表征出不同变量之间的关系。
正交试验设计分析是一种多变量实验设计，它可以有效地控制不同变量之间的关系，并且它可以有效地控制因果关系的影响。
## 一、正交试验设计的概念正交试验设计是一种多变量实验设计，它可以准确地表征出不同变量之间的关系。
正交试验的设计是将多个变量按一定顺序组合，以便能够准确地表征出不同变量之间的关系。
正交试验设计是一种多变量实验设计，它利用正交表（即正交因子表）来进行实验，以期得到准确的实验数据。
正交试验设计是一种有效的研究方法，它可以控制不同变量之间的关系，准确地表征出不同变量之间的关系。
## 二、正交试验设计的优势正交试验设计具有以下优势：1. 正交试验设计可以有效地控制不同变量之间的关系，准确地表征出不同变量之间的关系。
2. 正交试验设计可以有效地控制实验条件，以期得到准确的实验数据。
3. 正交试验设计可以使用少量实验条件，并且能够快速地得到准确的实验数据。
4. 正交试验设计可以控制实验参数，以期得到准确的实验数据。
5. 正交试验设计可以有效地测量不同变量之间的关系，以期得到准确的实验数据。
## 三、正交试验设计的应用正交试验设计在实际应用中广泛应用于不同领域：1. 正交试验设计应用于农业生物学中，可以用来研究不同培养基对微生物生长和发酵的影响。
2. 正交试验设计应用于农业化学中，可以用来研究不同化学物质对农作物生长的影响。
3. 正交试验设计应用于材料学中，可以用来研究不同材料性能的影响。
4. 正交试验设计应用于心理学中，可以用来研究不同心理因素对人格特征的影响。
5. 正交试验设计应用于市场营销中，可以用来研究不同广告渠道对市场影响的影响。
## 四、正交试验设计的注意事项1. 正交试验设计要求有一个明确的目标：要测量不同变量之间的关系。
正交试验法在玉米组织培养中的应用
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按正交表 ’%(!")" 的设计和试验结果
胚性愈伤诱导率
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正交试验优化产生淀粉酶培养基
正交试验优化产生淀粉酶的培养基一、实验目的：1、掌握正交试验优化淀粉培养基的方法。
2、掌握用DNS法测淀粉酶活的方法。
二、实验原理：一般使用的培养基包括适合于代谢产物生成和菌体生成所需要的碳源、氮源、无机盐、和其他物质等以有利于最终代谢物的产生。
研究各个成分对在终产物的影响采用单因素的方法实验处理和次数比较多，考虑不到所有成分的综合影响，需要采用数理统计的方法优化培养基的成分。
正交试验设计可以以比较少的实验处理数来判断出培养基的成分的最佳组合。
淀粉酶有催化淀粉水解的作用，能从淀粉分子非还原性末端开始，分解a—1，4—葡萄糖苷键生成葡萄糖。
碱性条件下，还原糖于3、5—二硝基水杨酸被还原为3—氨基—5—硝基水杨酸，还原糖则被氧化成糖酸及其他物质。
在一定范围内，还原糖的量与棕色物质颜色深浅的程度成一定的比例关系，可在722型分光光度计540nm波长测定棕红色物质的吸光度值。
查标准曲线计算，可求出菌液中还原糖的含量，从而求出淀粉酶的活力。
三、实验材料：蛋白胨、牛肉膏、可溶性淀粉、Nacl、无菌水、0.1mol/L pH4.8醋酸缓冲液、酶液、DNS试剂（3,5-二硝基水杨酸试剂）DNS试剂（3,5-二硝基水杨酸试剂）的制备：甲液，溶解6.9g苯酚于15.2mL10%氢氧化钠中，并稀释至69mL，在此溶液中加入6.9g亚硫酸氢钠。
乙液，称取22.5g酒石酸钾钠，加到300mL 10%氢氧化钠溶液中，再加入880mL 1%的3,5二硝基水杨酸溶液将甲液与乙液相混合即得黄色试剂，贮于棕色试剂瓶中，放置7-10天以后使用。
四、实验步骤：（1）培养基的配制（2）将上述培养基配配制好以后，每250mL三角瓶装入培养基100mL，于121℃下灭菌30min,冷却。
（3）冷却后接种（接种量为3%），置于28℃培养箱进行培养48h。
（4）测酶活：1. 绘制葡萄糖标准曲线，取25mL试管8支，按下表加入试剂。
将各管溶液混合均匀，在沸水浴中加热5min，取出后立即用流动自来水冷却至室温，再向每管加入蒸馏水21.5mL，摇匀。
实验=利用正交试验优化最适培养基
实验利用正交试验设计选择和优化最适培养基一、实验目的1. 掌握单正交试验选择微生物最适发酵条件和培养基的基本方法；2. 掌握微生物摇瓶发酵实验的基本操作技术；3. 初步掌握用正交表试安排试验及对实验结果进行分析的方法。
二、实验原理对于一个生物作用过程，其结果或产物的得到受到多种因素的影响。
如发酵中，菌种接入量、酶的浓度、底物浓度、培养温度、pH 值、菌种生长环境中的氧气、二氧化碳浓度、各种营养成分种类及其比例等。
对于这种多因素的实验，如何合理地设计实验，提高效率，以达到所预期的目的是需要进行认真考虑和周密准备的。
正交实验法是安排多因素、多水平的一种实验方法，即借助正交表的表格来计划安排实验，并正确地分析结果，找到实验的最佳条件，分清因素和水平的主次，这就能通过比较少的实验次数达到好的实验效果。
现以灰黄霉素产生菌D-756为例，研究不同氯化物浓度及大米粉配比对灰黄霉素产生菌D-756变种发酵特性的影响。
试验共三个因素，每个因素取三个水平。
1. 确定试验的培养基组成成分（因素）和每种组成成分的含量（水平）影响试验指标的因素很多，由于试验条件的限制，不可能逐一或全面地加以研究，因此要根据已有的专业知识及有关文献资料和实际情况，固定一些因素于最佳水平，排除一些次要的因素，而挑选一些主要因素。
正交试验设计法正是安排多因素试验的有利工具。
当因素较多时，除非事先根据专业知识或经验等，能肯定某因素作用很小而不选取外，对于凡是可能起作用或情况不明或看法不一的因素，都应当选入进行考察。
因素的水平分为定性与定量两种，水平的确定包含两个含义，即水平个数的确定和各个水平数量的确定。
对定性因素，要根据试验具体内容，赋予该因素每个水平以具体含义。
定量因素的量大多是连续变化的，这就要求试验者根据相关知识或经验、或者文献资料首先确定该因素的数量变化范围，而后根据试验的目的及性质，并结合正交表的选用来确定因素的水平数和各水平的取值。
正交试验设计方法详细步骤
正交试验设计方法详细步骤正交试验设计方法（Orthogonal Experimental Design）是一种通过系统地变化每个试验因素的水平，来确定各个试验因素对结果的影响的实验设计方法。
它可以帮助研究者有效地评估各个试验因素对结果的影响程度，并找到最佳的组合方案。
本文将详细介绍正交试验设计方法的步骤。
一、确定试验因素和水平首先，我们需要确定参与实验的各个试验因素及其可能的水平。
试验因素是指影响结果的各个因素，而水平则是试验因素可能的取值。
在确定试验因素和水平时，要考虑到实验目的和实际情况，确保涵盖了可能的影响因素。
二、建立正交表正交表是正交试验设计的核心工具，它是由行和列组成的表格，用于指导实验的进行。
根据试验因素的个数和水平数量，选择适当的正交表。
常用的正交表包括L8、L16、L32等。
三、确定试验方案根据正交表，确定实验方案。
将正交表的行用于标识试验次数，将列用于表示各个试验因素及其水平的组合。
在确定试验方案时，要保证各个水平和因素的组合均匀且全面。
四、进行实验按照试验方案，进行实验。
根据正交表的设计原理，每个试验因素的水平都会被均匀地应用到各个试验中，从而使得各个试验的结果具有可比性。
五、收集数据在实验进行过程中，要准确地记录各个试验的结果数据。
根据实验目的和需要，可以选择合适的数据收集方法和工具，如测量仪器、问卷调查等。
六、数据分析与解释对收集到的数据进行分析和解释，评估各个试验因素对结果的影响程度。
常用的数据分析方法包括方差分析、回归分析等。
通过数据分析，可以得出各个试验因素的影响大小和统计显著性，为进一步优化和改进提供依据。
七、优化和改进根据数据分析的结果，可以进一步优化和改进设计方案。
针对影响较大的试验因素，可以考虑调整其水平，或者进行二次试验以进一步验证结果。
八、总结报告最后，根据实验结果和分析，撰写总结报告。
总结报告应包括实验目的、方法、结果和结论等内容，以便他人理解和参考。
培养基设计中的正交设计法
培养基设计中的正交设计法正交设计法是一种科学的研究方法，广泛应用于各个领域，包括培养基设计。
在培养基设计中，正交设计法可以帮助研究人员系统地研究各种成分和条件对微生物生长的影响，从而优化培养基的配方。
本文将从正交设计法的概念、基本原理、实施步骤、优点和局限性等方面介绍其在培养基设计中的应用。
一、正交设计法的概念正交设计法是一种实验设计方法，它基于正交表来安排实验。
正交表是一种特殊的表格，其行和列分别代表实验中的各个因素和水平，表格中的每个单元格代表该因素在该水平下的实验结果。
通过正交表，研究人员可以系统地研究各种因素对实验结果的影响，找出最佳的实验条件。
二、正交设计法的基本原理正交设计法的基本原理是利用正交表的特性，以最小的实验次数获得最全面的实验结果。
具体来说，正交表的每一列都代表一个因素，每一行代表一个实验条件。
正交表的每一列都有多个水平，代表该因素的不同取值。
通过选择适当的正交表，研究人员可以确保每个因素在每个水平下都被测试到，而且每个实验条件都是唯一的。
这样，研究人员就可以通过少量的实验获得全面的实验结果。
三、正交设计法的实施步骤正交设计法的实施步骤如下：1.确定实验因素和水平：根据研究目的和实际情况，确定实验中需要考虑的因素和每个因素的不同水平。
2.选择适当的正交表：根据实验因素和水平的数量，选择适当的正交表。
一般来说，因素数不超过正交表的列数，水平数不超过正交表的行数。
3.制定实验计划：根据选择的正交表，制定实验计划。
每个实验条件都由正交表的一行来代表，每个因素的取值都由正交表的一列来代表。
4.进行实验：按照实验计划进行实验，记录实验结果。
5.分析实验结果：对实验结果进行分析，找出各个因素对实验结果的影响程度，找出最佳的实验条件。
四、正交设计法的优点和局限性正交设计法的优点主要表现在以下几个方面：1.实验次数少：由于正交表的特性，正交设计法可以用较少的实验次数获得全面的实验结果，大大减少了实验成本和时间。
实验设计的三个基本要素
实验设计的三个基本要素一、实验设计方法1.1单因素法单因素方法（Oneatatime）的基本原理是保持培养基中其他所有组分的浓度不变，每次只研究一个组分的不同水平对发酵性能的影响。
这种策略的优点是简单、容易，结果很明了，培养基组分的个体效应从图表上很明显地看出来，而不需要统计分析。
这种策略的主要缺点是：忽略了组分间的交互作用，可能会完全丢失最适宜的条件；不能考察因素的主次关系；当考察的实验因素较多时，需要大量的实验和较长的实验周期。
但由于它的容易和方便，单因素方法一直以来都是培养基组分优化的最流行的选择之一。
1.2正交实验设计正交设计（Orthogonaldesign）就是从“均匀分散、整齐可比”的角度出发，是以拉丁方理论和群论为基础，用正交表来安排少量的试验，从多个因素中分析出哪些是主要的，哪些是次要的，以及它们对实验的影响规律，从而找出较优的工艺条件。
石炳兴等利用正交实验设计优化了新型抗生素AGPM的发酵培养基，结果在优化后的培养基上单位发酵液的活性比初始培养基提高了18.9倍。
正交实验不能在给出的整个区域上找到因素和响应值之间的一个明确的函数表达式即回归方程，从而无法找到整个区域上因素的最佳组合和响应值的最优值。
而且对于多因素多水平试验，仍需要做大量的试验，实施起来比较困难。
1.3均匀设计均匀设计(Uniformdesign)是我国数学家方开泰等独创的将数论与多元统计相结合而建立起来的一种试验方法。
这一成果已在我国许多行业中取得了重大成果。
均匀设计最适合于多因素多水平试验，可使试验处理数目减小到最小程度，仅等于因素水平个数。
虽然均匀设计节省了大量的试验处理，但仍能反映事物变化的主要规律。
1.4全因子实验设计在全因子设计(Fullfactorialdesign)中各因素的不同水平间的各种组合都将被实验。
全因子的全面性导致需要大量的试验次数。
一般利用全因子设计对培养基进行优化实验都为两水平，是能反映因素间交互作用（排斥或协同效应）的最小设计。
采用正交设计优化白芨组织培养快繁体系
采用正交设计优化白芨组织培养快繁体系摘要：微繁技术是白芨种苗大规模生产的一种主要途径。
本文以1/2MS、MS和MS+马铃薯汁三种为基本培养基，结合 NAA和6-BA两种植物激素，采用正交设计实验法研究不同浓度配比对白芨原球茎诱导的影响。
结果表明：对白芨原球茎诱导最适培养基为MS +马铃薯汁 NAA （0.1mg/L）+6-BA（1mg/L），以期提高白芨组织培养的效率，为其快繁及大规模工厂化生产提供依据。
关键词:白芨；组培快繁；植物激素；正交设计；原球茎诱导The cultivation of micropropagation system optimization design ofBletilla tissue orthogonalCHENG Xiaojing1, ZHOU Liying1,ZHOU Chuqi1 ,BU Lulu1, YANG Zhengan1*（1.Yunnan Agricultural University,Kunming 650201）Abstract:Micropropagation technique is a main way to produce large scale of Bletilla striata seedlings.In this paper, we took 1/2MS, MS and MS with potato juice as three kinds of basic mediums, adding with different concentrations of two kinds of plant hormones named NAA and 6-BA.In this test,we used orthogonal experimental method to research the effects of different concentration on protocorm of Bletilla striata, which is made to determine the optimum medium for Induction of protocorm of Bletilla striata. The results show that: the optimum medium is MS + potato juic + NAA (0.1mg/L) + 6-BA (1mg/L), which improves the efficiency of Bletilla tissue culture,propagation and provides the base on rapid propagation and large-scale production. Keywords：Bletilla striata; Micropropagation; Orthogonal design1引言白芨(Bletiua striata (Thunb.) Reichb.f.) 属兰科白芨属植物,有较高的观赏价值, 深受人们喜爱［1］。
常见的试验优化设计方法对比
常见的试验优化设计方法对比试验优化设计是科学研究中不可或缺的一部分，它可以帮助我们有效地探索变量之间的关系，优化实验条件并提高实验效率。
本文将介绍几种常见的试验优化设计方法，并对其进行对比分析，以便更好地了解各种方法的优缺点和使用范围。
试验优化设计是指通过合理地选择实验设计，有效地控制实验条件，以最小的代价获得最有价值的信息。
试验优化设计的主要目的是在实验中找出变量之间的因果关系，并通过对实验数据的统计分析，得出可靠的结论。
在试验优化设计中，常见的方法包括完全随机设计、随机区组设计、拉丁方设计和正交设计等。
完全随机设计是将试验单元完全随机地分配到不同的处理组中，以消除系统误差对实验结果的影响。
但是，完全随机设计的缺点是它无法控制多个处理组之间的均衡性，因此需要较大的样本量来增加统计的把握度。
随机区组设计是将试验单元按照某种特征进行分组，并在每个组内随机分配处理和对照。
随机区组设计的优点是可以更好地控制组间的均衡性，减少样本量。
但是，它对实验者的要求较高，需要准确地判断实验单元之间的相似性。
拉丁方设计是一种用于平衡不完全区组设计的统计技术，它可以将实验单元按照两个或多个特征进行分层，并在每个层内随机分配处理和对照。
拉丁方设计的优点是可以更好地控制组间的均衡性，并且可以灵活地确定实验的重复次数。
但是，它对实验者的要求也很高，需要准确地判断实验单元之间的相似性。
正交设计是一种基于正交表设计的实验方法，它可以用于多因素、多水平的实验设计。
正交设计的优点是可以同时探索多个因素对实验结果的影响，并且可以减少实验的次数。
但是，正交设计的缺点是它不适用于某些非线性关系的探索。
通过对比分析，我们可以发现各种试验优化设计方法都有其独特的优点和适用范围。
在实际应用中，我们需要根据具体的研究目的、实验条件和样本量等因素来选择最合适的方法。
例如，在进行单因素实验时，完全随机设计和随机区组设计是常用的方法；在进行多因素实验时，正交设计是比较合适的选择。
采用L9(3 4)正交设计法筛选菹草生根培养基
基 大 量 元 素 （ 液 Ｉ）ＩＡ、一 Ａ 和 蔗 糖 等 ４个 因 素 对 菹 母 、 Ｂ ６Ｂ 草 不 定 根 生 根 效 果 的 影 响 。试 验 因素 水 平 如 表 １所 示 ， 每
和 空 气 的 原 位 修 复 技 术 ，不 仅 能 吸 收 水 体 中 过 量 的 Ｎ、 Ｐ 等 营养物 质 ， 制 水体 的富营养 化 ， 且能够 通过 同化 、 控 而
采 用 Ｌ （ 正 交 设 计 表 进 行 试 验 设 计 ， 究 ＭＳ培 养 Ｊ３） ９ 研
代 谢 、 毒 等作 用 修 复 有 机 污染 … 脱 。沉 水 植 物 是 水 生 植 物
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ：Ｐ ｔｍｏ ｅｏ ｒ ｐｕ Ｌ ｒｈ ｇ ｎ ｌｄ ｓｇ ；ｒｏｉ ｇｍｅ ｉｍ ｄｓ ｏａ ｇ ｔｎ ｃｉ ｓ ＝ｏｔｏ ｏ ａ ｅ ｉｎ ｏ ｔｎ ｄｕ ｓ
近 年 来 ，水 生 植 物 作 为 一 种 既有 造 景 作 用 又 有 生 态
试 验 所 用 培 养 基 为 ＭＳ培 养 基 ， 加 琼 脂 粉 ６ ｇＬ 调 附 ／， 节 ｐ ．～ ． 经 高 压 蒸 汽 灭 菌 １ ～ ０ ｍｉ （ ２ ～ ２ ℃ ． Ｈ ５８ ６０， ５ ２ ｎ １０ １５ １ ． 标 准 大 气 压 下 ） 培 养 温 度 为 ２ Ｃ 光 照 强 度 ４ ２个 。 ５Ｃ， ０
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培养基设计中的正交设计法
培养基设计中的正交设计法正交试验设计是研究多因素多水平的一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点。
正交试验设计是分式析因设计的主要方法，是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。
日本著名的统计学家田口玄一最先将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表。
例如作一个三因素三水平的实验，若按全面实验要求，须进行33=27种组合的实验，且尚未考虑每一组合的重复数；若按L9(33)正交表安排实验，只需作9次，显然大大减少了工作量。
因而正交实验设计在培养基的研究中已经得到广泛应用。
正交表是一整套规则的设计表格，可表示为Ln（t c）。
其中L表示正交表，n 为试验的次数，t为水平数，c为列数，也就是可能安排最多的因素个数。
例如L9(34)，它表示需做9次实验，最多可观察4个因素，每个因素均为3水平。
一个正交表中也可以各列的水平数不相等，称它为混合型正交表，如L8(4×24)，此表的5列中，有1列为4水平，4列为2水平。
根据正交表的数据结构看出，正交表是一个n行c列的表，其中第j列由数码1，2，…S组成，这些数码均各出现N/S 次。
正交表具有以下两项性质：(1)每一列中，不同的数字出现的次数相等。
例如在两水平正交表中，任何一列都有数码“1”与“2”，且任何一列中它们出现的次数是相等的；如在三水平正交表中，任何一列都有“1”、“2”、“3”，且在任一列的出现数均相等。
(2)任意两列中数字的排列方式齐全而且均衡。
例如在两水平正交表中，任何两列(同一横行内)有序对子共有4种：(1，1)、(1，2)、(2，1)、(2，2)。
每种对数出现次数相等。
在三水平情况下，任何两列(同一横行内)有序对共有9种，1.1、1.2、1.3、2.1、2.2、2.3、3.1、3.2、3.3，且每对出现数也均相等。
以上两点充分的体现了正交表的两大优越性，即“均匀分散性，整齐可比”。
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培养基设计中的正交设计法
正交试验设计是研究多因素多水平的一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点。
正交试验设计是分式析因设计的主要方法，是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。
日本著名的统计学家田口玄一最先将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表。
例如作一个三因素三水平的实验，若按全面实验要求，须进行33=27种组合的实验，且尚未考虑每一组合的重复数；若按L9(33)正交表安排实验，只需作9次，显然大大减少了工作量。
因而正交实验设计在培养基的研究中已经得到广泛应用。
正交表是一整套规则的设计表格，可表示为Ln（t c）。
其中L表示正交表，n 为试验的次数，t为水平数，c为列数，也就是可能安排最多的因素个数。
例如L9(34)，它表示需做9次实验，最多可观察4个因素，每个因素均为3水平。
一个正交表中也可以各列的水平数不相等，称它为混合型正交表，如L8(4×24)，此表的5列中，有1列为4水平，4列为2水平。
根据正交表的数据结构看出，正交表是一个n行c列的表，其中第j列由数码1，2，…S组成，这些数码均各出现N/S 次。
正交表具有以下两项性质：
(1)每一列中，不同的数字出现的次数相等。
例如在两水平正交表中，任何一列都有数码“1”与“2”，且任何一列中它们出现的次数是相等的；如在三水平正交表中，任何一列都有“1”、“2”、“3”，且在任一列的出现数均相等。
(2)任意两列中数字的排列方式齐全而且均衡。
例如在两水平正交表中，任何两列(同一横行内)有序对子共有4种：(1，1)、(1，2)、(2，1)、(2，2)。
每种对数出现次数相等。
在三水平情况下，任何两列(同一横行内)有序对共有9种，1.1、1.2、1.3、2.1、2.2、2.3、3.1、3.2、3.3，且每对出现数也均相等。
以上两点充分的体现了正交表的两大优越性，即“均匀分散性，整齐可比”。
通俗的说，每个因素的每个水平与另一个因素各水平各碰一次，这就是正交性。
应用正交设计法时，首先需要选择一张和实验因素水平相对应的正交表，已经有数学家制好了很多相应的表，只需找到对应需要的就可以了。
正交表实际上是一套经过周密计算得出的现成的实验方案，可以告诉我们每次实验时，用那几个水平互相匹配进行实验，这套方案的总实验次数是远小于每种情况都考虑后的实验次数的。
建立好实验表后，根据表格做实验，然后就是数据处理了。
由于试验次数大大减少，使得试验数据处理非常重要。
首先可以从所有的实验数据中找到最优的一个数据，当然，这个组数据不一定是最佳匹配数据，但是肯定是最接近最佳的了，这是最直观的一组最佳因素。
接下来将各个因素当中同水平的实验值加和，就得到了各个水平的实验结果表，从这个表当中又可以得到一组最优的因素，通过比较前一个因素，可以获得因素变化的趋势，以指导更进一步的试验。
各个因素中不同水平试验值之间也可以进行如极差、方差等计算，可以获知这个因素的敏感度等。
然后再根据统计数据，确定下一步的试验，这次实验的范围就很小了，目的就是确定最终的最优值。
下面举例说明正交设计法在培养基设计中的应用。
如已知植物生长调节剂2,4-D、NAA和KT均对黄独脱毒苗生长具有相应作用，但现在需要对黄独脱毒苗的快繁培养基进行优化。
因此，首先找一张相应的正交表，按照正交表的提示设计好实验表，并进行实验，得到相应结果。
如下图：
经过KT、2,4-D和NAA3水平9个浓度组合的正交实验，可发现各种组合对黄独带芽茎段快繁的影响差异很大。
对实验结果进行极差(R)分析，结果如上图所示。
通过对上图的直观分析可以得出各因素内各水平之间的极差。
极差的大小反映了该因素的影响程度，极差大的因素对实验结果的影响也大，从极差的大小可知，对黄独带芽茎段快繁影响因素的主次依次为：KT>NA A>2 ,4-D。
从上图还可得出，黄独带芽茎段快繁各因素的最优水平组合为A3B1C3，即
NAA0.5mg/L，2,4-D0mg/L，KT2mg/L，该组合对黄独带芽茎段的增殖系数可达5.3。
但极差分析得不到误差的估计量，没有作误差分析，无法估计各因子各水平之间的差异是由于试验误差造成的，还是水平间实质性变化。
为了进一步反映各因子之间的差异，以便寻求黄独带芽茎段快繁的最佳培养基，须进一步进行分
析（可使用相应的统计软件进行）。