菌种选育方法1
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3
主要内容
菌种的来源
生物物质产生菌的筛选 微生物选择性分离的原理和发展 重要工业微生物的分离
菌种选育
自然选育 诱变育种 抗噬菌体菌株的选育 杂交育种 原生质体融合技术 DNA重组技术 菌种保藏
4
2.1 菌种的来源
生物物质产生菌的筛选 微生物选择性分离的原理和发展 重要工业微生物的分离
培养的时间 一般的嗜温菌链霉菌、小单胞菌7-14d 嗜热菌1-2d 长时间培养可能得到不寻常的菌种
生活环境pH值在 1以下的微生物 ，往往生长在火山区或含硫 量极为丰富的地区 ，多为古细菌 ，体内环境保持pH值 7左 右。能氧化硫 。嗜酸菌往往也是嗜高温菌。
Sulfolobus acidocaldarius
应用
脱除煤中的无机硫，处理含硫废气，改良土壤等。 还有用于冶金，提取矿物等。
Sulfuric Hot Spring
适当的pH条件
大多数放线菌为中性，培养基pH为6.7-7.5。 分离嗜酸性放线菌，pH4.5-5.0。
加入抗生素
抗真菌抗生素，对放线菌无影响； 抗细菌抗生素同时影响放线菌数量，选择合适的抗细菌抗
生素如新生霉素、亚胺环己酮能分离出普通高温放线菌。
20
菌种的培养
培养的温度 常温：25-30 ℃ 嗜热菌：45-55 ℃ 嗜冷菌：4-10 ℃
介绍放线菌纲为主的分离方法原理的发展。
选择性分离方法大致可分为五个步骤：
含微生物材料的选择
材料的预处理
选择压力，或进化压力，可
所需菌种的分离
以被认为是外界施与一个生 物进化过程的压力，从而改
菌株的培养
变该过程的前进方向。所谓 达尔文的自然选择，或者物
菌落的选择和纯化
竞天择，适者生存，即是说， 自然界施与生物体选择压力
材料的预处理
18
(3) 所需菌种的分离
适当的培养基： 广泛使用的三种培养基为： 几丁质培养基—土壤和水中的放线菌 淀粉-酪素培养基——分离的放线菌种类与几丁质培养基 相似，但菌落密度更大、色素更多，细菌容易生长。 M3培养基——容易分离链霉菌以外的其他放线菌如红球 菌。
19
所需菌种的分离（wenku.baidu.com）
以上任何一个阶段都可引入选择压力：
从而使得适应自然环境者得 以存活和繁衍。
7
(1) 含微生物材料的选择
材料来源的广泛性 特定环境压力下的材料更容易筛选到特定的微生物类群
耐高温、嗜高温——温泉、火山口、海底热液喷口 耐低温/嗜低温——海底、雪山 嗜酸：矿山酸性废水 脂肪酶产生菌：屠宰场土壤 （光合细菌：池塘、污水处理厂）
应用
利用菌体发酵 :有人用极端嗜热菌生产乙醇。
利用菌体产生的酶 :如用于PCR技术的TaqDNA 聚合酶 ，是从嗜热古细菌Thermus aquaticus中 分离出来的。
为基因工程菌提供特异性基因
Thermus aquaticus
Mud Volcano Area
11
极端嗜酸菌 (Acidophiles)
13
极端嗜碱菌 (Alkaliphiles)
盐碱湖或碱湖、碱池中 ，生活环境 pH值可达 11.5以上 ， 最适 pH值 8-10。
应用
如用耐碱蛋白酶和碱性纤维素酶作洗涤剂的添加成分； 碱性淀粉酶用于纺织品退浆； 用于皮革工业中的脱毛工艺以提高脱毛效率和质量； 利用嗜碱菌进行苎麻脱胶。
嗜压菌可以用于高压生物反应器。
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极端嗜冷菌 (Psychophiles)
深海的极端嗜压菌往往也是极端嗜冷菌。在真核 生物中也有一些嗜冷的真菌和藻类 ，它们在两极冰 雪和高山雪坡上生长。极端嗜冷菌的最适生长温度 一般为 - 2℃以上 ，高于 1 0℃则不能生长。
应用
国内的应用报道较少。 国外有人将嗜冷酶应用于洗涤剂中。
14
极端嗜压菌 (Barophiles)
一般生活在深海底 ，能耐普通微生物不能忍耐的高压。低于 0.4-0.5ＭPa则不能生长。
美国发现的一些种能够生长在 1.3-1.4ＭPa环境中。日本在 3000-6000ｍ深的深海鱼类肠道内发现了极端嗜压菌。多为 古细菌。
应用
日本发现的深海鱼类肠道内的嗜压古细菌 ，80 %以上的菌株可以生产 EPA和DHA，最高产量可达 36%和 2 4%。
生物工艺学
2 菌种选育(1)
学习目的
理解菌种选育的原理 掌握菌种选育的技术
2
菌种选育的意义
发酵工业的发展除了发酵工艺和设备得以改进外， 其决定因素是优良菌种的获得
菌种选育 提供各种类型的突变株: 提高发酵单位，改进 产品质量，去除多余的代谢产物和合成新品种 微生物潜在资源的广泛利用和开发
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2.1.1 微生物——生物产物的来源
微生物是各种生物活性产物的丰富资源。
微生物的初级代谢产物，如氨基酸、维生素； 微生物的次级代谢产物，如抗生素
获得所需生物特性新产物的关键
生物产物的来源——微生物的选择； 采用什么样的筛选方案(检测系统)。
筛选方法
选择性 灵敏度
6
2.1.2 微生物选择性分离的原理和发展
Sulfuric Ge1y2ser
极端嗜盐菌 (Extreme halophiles)
高盐度环境中的古细菌。生活在 10%-30%的盐液中。 应用
生产聚羟基丁酸 (PHB)、胞外多糖类物质 (如EPS)等多聚化合物；除 去工业废水中的磷酸盐、开发盐碱地、开发能源等。
从利用嗜盐酶看 ，有利用生产SOD、胞外核酸酶、胞外淀粉酶、胞 外木聚糖酶等。
16
(2) 材料的预处理
热处理：减少细菌数量，因为许多放细菌的孢子和菌丝片断比G(-)细菌
细胞耐热。同样也减少放细菌的数目；
水样品的浓缩：滤膜过滤、离心； 添加固体基质或喷淋可溶性养分，增加特定微生物的数量；或
诱使特定微生物附着在固体基质上。
黄瓜+菜园土——腐酶 花粉+土壤——小瓶菌
腐霉菌（Pythium spp.1）7
8
特殊环境
台北阳明 山小油坑
9
特殊环境微生物的开发利用
极端环境微生物的代谢产物
10
极端嗜热菌 (Thermophiles)
最适生长温度在 90℃以上的微生物 ，被称做 极端嗜热菌。
2 0多个属 ，大多是古细菌 ，生活在深海火山 喷口附近或其周围区域。
嗜热菌的营养范围很广 ，多为异养菌 ，其中 许多能将硫氧化以取得能量
主要内容
菌种的来源
生物物质产生菌的筛选 微生物选择性分离的原理和发展 重要工业微生物的分离
菌种选育
自然选育 诱变育种 抗噬菌体菌株的选育 杂交育种 原生质体融合技术 DNA重组技术 菌种保藏
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2.1 菌种的来源
生物物质产生菌的筛选 微生物选择性分离的原理和发展 重要工业微生物的分离
培养的时间 一般的嗜温菌链霉菌、小单胞菌7-14d 嗜热菌1-2d 长时间培养可能得到不寻常的菌种
生活环境pH值在 1以下的微生物 ，往往生长在火山区或含硫 量极为丰富的地区 ，多为古细菌 ，体内环境保持pH值 7左 右。能氧化硫 。嗜酸菌往往也是嗜高温菌。
Sulfolobus acidocaldarius
应用
脱除煤中的无机硫，处理含硫废气，改良土壤等。 还有用于冶金，提取矿物等。
Sulfuric Hot Spring
适当的pH条件
大多数放线菌为中性，培养基pH为6.7-7.5。 分离嗜酸性放线菌，pH4.5-5.0。
加入抗生素
抗真菌抗生素，对放线菌无影响； 抗细菌抗生素同时影响放线菌数量，选择合适的抗细菌抗
生素如新生霉素、亚胺环己酮能分离出普通高温放线菌。
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菌种的培养
培养的温度 常温：25-30 ℃ 嗜热菌：45-55 ℃ 嗜冷菌：4-10 ℃
介绍放线菌纲为主的分离方法原理的发展。
选择性分离方法大致可分为五个步骤：
含微生物材料的选择
材料的预处理
选择压力，或进化压力，可
所需菌种的分离
以被认为是外界施与一个生 物进化过程的压力，从而改
菌株的培养
变该过程的前进方向。所谓 达尔文的自然选择，或者物
菌落的选择和纯化
竞天择，适者生存，即是说， 自然界施与生物体选择压力
材料的预处理
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(3) 所需菌种的分离
适当的培养基： 广泛使用的三种培养基为： 几丁质培养基—土壤和水中的放线菌 淀粉-酪素培养基——分离的放线菌种类与几丁质培养基 相似，但菌落密度更大、色素更多，细菌容易生长。 M3培养基——容易分离链霉菌以外的其他放线菌如红球 菌。
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所需菌种的分离（wenku.baidu.com）
以上任何一个阶段都可引入选择压力：
从而使得适应自然环境者得 以存活和繁衍。
7
(1) 含微生物材料的选择
材料来源的广泛性 特定环境压力下的材料更容易筛选到特定的微生物类群
耐高温、嗜高温——温泉、火山口、海底热液喷口 耐低温/嗜低温——海底、雪山 嗜酸：矿山酸性废水 脂肪酶产生菌：屠宰场土壤 （光合细菌：池塘、污水处理厂）
应用
利用菌体发酵 :有人用极端嗜热菌生产乙醇。
利用菌体产生的酶 :如用于PCR技术的TaqDNA 聚合酶 ，是从嗜热古细菌Thermus aquaticus中 分离出来的。
为基因工程菌提供特异性基因
Thermus aquaticus
Mud Volcano Area
11
极端嗜酸菌 (Acidophiles)
13
极端嗜碱菌 (Alkaliphiles)
盐碱湖或碱湖、碱池中 ，生活环境 pH值可达 11.5以上 ， 最适 pH值 8-10。
应用
如用耐碱蛋白酶和碱性纤维素酶作洗涤剂的添加成分； 碱性淀粉酶用于纺织品退浆； 用于皮革工业中的脱毛工艺以提高脱毛效率和质量； 利用嗜碱菌进行苎麻脱胶。
嗜压菌可以用于高压生物反应器。
15
极端嗜冷菌 (Psychophiles)
深海的极端嗜压菌往往也是极端嗜冷菌。在真核 生物中也有一些嗜冷的真菌和藻类 ，它们在两极冰 雪和高山雪坡上生长。极端嗜冷菌的最适生长温度 一般为 - 2℃以上 ，高于 1 0℃则不能生长。
应用
国内的应用报道较少。 国外有人将嗜冷酶应用于洗涤剂中。
14
极端嗜压菌 (Barophiles)
一般生活在深海底 ，能耐普通微生物不能忍耐的高压。低于 0.4-0.5ＭPa则不能生长。
美国发现的一些种能够生长在 1.3-1.4ＭPa环境中。日本在 3000-6000ｍ深的深海鱼类肠道内发现了极端嗜压菌。多为 古细菌。
应用
日本发现的深海鱼类肠道内的嗜压古细菌 ，80 %以上的菌株可以生产 EPA和DHA，最高产量可达 36%和 2 4%。
生物工艺学
2 菌种选育(1)
学习目的
理解菌种选育的原理 掌握菌种选育的技术
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菌种选育的意义
发酵工业的发展除了发酵工艺和设备得以改进外， 其决定因素是优良菌种的获得
菌种选育 提供各种类型的突变株: 提高发酵单位，改进 产品质量，去除多余的代谢产物和合成新品种 微生物潜在资源的广泛利用和开发
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2.1.1 微生物——生物产物的来源
微生物是各种生物活性产物的丰富资源。
微生物的初级代谢产物，如氨基酸、维生素； 微生物的次级代谢产物，如抗生素
获得所需生物特性新产物的关键
生物产物的来源——微生物的选择； 采用什么样的筛选方案(检测系统)。
筛选方法
选择性 灵敏度
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2.1.2 微生物选择性分离的原理和发展
Sulfuric Ge1y2ser
极端嗜盐菌 (Extreme halophiles)
高盐度环境中的古细菌。生活在 10%-30%的盐液中。 应用
生产聚羟基丁酸 (PHB)、胞外多糖类物质 (如EPS)等多聚化合物；除 去工业废水中的磷酸盐、开发盐碱地、开发能源等。
从利用嗜盐酶看 ，有利用生产SOD、胞外核酸酶、胞外淀粉酶、胞 外木聚糖酶等。
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(2) 材料的预处理
热处理：减少细菌数量，因为许多放细菌的孢子和菌丝片断比G(-)细菌
细胞耐热。同样也减少放细菌的数目；
水样品的浓缩：滤膜过滤、离心； 添加固体基质或喷淋可溶性养分，增加特定微生物的数量；或
诱使特定微生物附着在固体基质上。
黄瓜+菜园土——腐酶 花粉+土壤——小瓶菌
腐霉菌（Pythium spp.1）7
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特殊环境
台北阳明 山小油坑
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特殊环境微生物的开发利用
极端环境微生物的代谢产物
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极端嗜热菌 (Thermophiles)
最适生长温度在 90℃以上的微生物 ，被称做 极端嗜热菌。
2 0多个属 ，大多是古细菌 ，生活在深海火山 喷口附近或其周围区域。
嗜热菌的营养范围很广 ，多为异养菌 ，其中 许多能将硫氧化以取得能量