菌种资源的开发 自然界尤其土壤可以说是人类的一个取之不尽的菌种资源 库。这里就简单介绍一下菌种筛选的一般原则和基本步骤。 自然界的菌种资源虽十分丰富,但是要设法从其中筛到较为理 想的菌种也不十分容易。据链霉素发现者S.A.Waksman总结筛选链 霉素产生菌的经过就可知道其中的甘苦了:他的研究小组从土壤中分 离约1万株放线菌,发现其中约有1千株对预定试验菌有括抗作用, 其中的1百株具有较好的液体发酵性能,又从其中选出10株产链霉 素性能较好的菌株,最后,再从中挑出一株有生产价值的链霉素产生 菌一(灰色链霉菌)。因此,这真正可称得上是一项“万里挑一”的 工作了。 工业生产上常用的菌种按其产物的性质来说,不外乎三类:① 生产菌体物质:②生产分解酶类:③生产各种主流代谢产物、次生代 谢产物或生物合成产物,例如乙醇、丙酮、丁醇、乙酸、乳酸、柠檬 酸、谷氨酸、赖氨酸、肌苷酸、维生素、赤霉素、抗生素或细菌外毒 素等。如果我们要筛选的菌种在试样中含量很高,那么,筛选的过程 只要采集含菌样品、纯种分离和进行生产性能测定三步即可:如果要 筛选的菌种在试样中含量极低,那么,在采集含菌样品后,还得加上 富集培养,然后才能进行纯种分离和生产性能测定。以下就这四个步 骤分别加以介绍。 (一)采集菌样
采集含菌样品前,先应调查一下自己打算筛选的微生物在哪些地 方分布最多,然后才可着手做各项具体工作。由于在土壤中几乎可找 到任何微生物,所以土壤往往是首选的采集目标。除土壤外,其他各 类对象上都有相应的占优势生长的微生物,例如在腐木和堆肥中纤维 素和木质素分解菌较多:在果实、蜜饯表面酵母菌较多:在蔬莱、牛 奶中乳酸菌较多:在动物肠道和粪便中,革兰氏阴性无芽孢厌养菌和 肠道细菌较多:在谷物种子上曲露、青露和镰孢雾较多:而在油田、 炼油厂附近的土壤中,则以石油分解微生物较多。 现以从土壤中筛选抗生素产生菌为例来介绍采样中必须考虑到 的几个问题。 (1)土壤中有机物的含量有机物含量高,土质就肥,一般在 其中微生物数量也越多,反之亦然。过于肥沃的土壤,往往细菌的含 量过多,而放线菌却比较少。因此,在寻找桔抗性放线菌时,一般可 采集一些园土或耕作过的农田土。而要分离桔抗性真菌时,由于它们 对碳水化合物需要量较大,故可到植物残体丰富的枯枝落叶层下的土 壤或沼泽土中去寻找。 (2)采土的深度土壤的深度不同,其通气、养分和水分的分 布情况也不同。表层的土壤由于直接受日光曝晒,故较干燥,微生物 也不易大量繁殖。在离地面5~20cm处的土壤,微生物含量最高。 (3)植被情况植被的种类对微生物的分布有着密切的关系。 例如,在冬天灌水的水稻田土壤中,以真菌Cephalospor ium(头孢 霉属)的种类较多。但总的说来,这方面的规律还知道得很少
(4)采土的季节以春秋两季为宜。这时土壤中的养分、水分和 温度都较适宜,微生物的数量也最多。采土时尤应注意土壤中的 含水量,水分过多会造成厌氧环境,不利于放线菌的生长繁殖。 真菌虽需要较高的相对湿度,但基质中的水分却不宜过多。因此 要避免在雨季采集土样。此外,土壤的pH也应适当注意,细菌和 放线菌在中性或微碱性土壤中居多,而真菌则在偏酸性的土壤中 较丰富。 (5)采土方法选择好适当地点后,用小铲子除去表土,取5~ 20cm处的土样几十克,盛入事先灭过菌的防水纸袋内,并在上记 录采土时间、地点和植被等情况。采好的土样应尽快分离。在采 土的时候,一个地区采土的点不能太少,否则就不能代表该地区 的微生物类群。大体上来说,我国南方各省的气候适宜,土质较 肥沃,故微生物的种类和数量较多,而北方的黄土、砂土中则拮 抗性放线菌较少,但东北的肥沃黑钙土也有丰富的括抗性放线菌