五章微生物的菌种选育 第五章微生物的菌种选育 优良的微生物菌种是发酵工业的基础和关键,要使发酵工业产品的种类、产量和质量 有较大的改善,首先必须选育性能优良的生产菌种。理想的工业发酵菌种应符合以下要求 (1)遗传性状稳定 (2)生长速度快,不易被噬菌体等污染; 3)目标产物的产量尽可能接近理论转化率; (4)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; (5)尽可能减少产物类似物的产量,以提高目标产物的产量及利于产物分离 (6)培养基成分简单、来源广、价格低廉 (7)对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感; (8)对溶氧的要求低,便于培养及降低能耗 菌种选育包括根据菌种自然变异而进行的自然选育,以及根据遗传学基础理论和方法 人为引起的菌种遗传变异或基因重组,如诱变育种、杂交育种、原生质体融合和基因工程等 技术。后一类方法在微生物的菌种选育工作中占踞主导地位,其中通过分子生物学手段 定向构建基因工程菌是微生物育种的重要发展趋势。当然,菌种选育的前提条件是从自然 界获得相应的原始菌种 5.1从自然界中获得新菌种 自然界中微生物资源极其丰富,土壤、水、空气、动植物及其腐败残骸都是微生物的 主要栖居和生长繁殖场所。微生物种类之多,至今仍是一个难以估测的未知数。从微生物 的营养类型和代谢产物及其能在各种极端环境条件(高热、高压、低温、强碱、强酸及高 渗透压等)下生存的角度分析,微生物种类应大大超过所有动植物之和。随着微生物学研 究工作的不断深入,微生物菌种资源开发和利用的前景十分广阔。 新的微生物菌种需要从自然生态环境中混杂的微生物群中挑选出来,因此必须要有快 速而准确的新种分离和筛选方法。典型的微生物新种分离筛选过程示于图5.11。 从以上表解可知,分离微生物新种的具体过程大体可分为采样、增殖、纯化和性能测 定等步骤 5.1.1采样 采样应根据筛选的目的、微生物分布情况、菌种的主要特征及其生态关系等因素,确 定具体的时间、环境和目标物。 土壤是微生物的大本营,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:果园树根土层中,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 此外,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。季节、表面的植被、温湿、通风情况、养 分、水分、酸碱度和光照等都会影响土壤中的微生物分布,故在采土样时应予以重视。采 土样地点选好后,用小铲子去除表土,取离地面5~15cm处的土样几克,盛于预先灭菌的牛 皮纸袋中扎紧,并标明时间、地点和环境等情况,以备查考第五章 微生物的菌种选育 1 第五章 微生物的菌种选育 优良的微生物菌种是发酵工业的基础和关键，要使发酵工业产品的种类、产量和质量 有较大的改善，首先必须选育性能优良的生产菌种。理想的工业发酵菌种应符合以下要求： (1) 遗传性状稳定； (2) 生长速度快，不易被噬菌体等污染； (3) 目标产物的产量尽可能接近理论转化率； (4) 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； (5) 尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量及利于产物分离； (6) 培养基成分简单、来源广、价格低廉； (7) 对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感； (8) 对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。 菌种选育包括根据菌种自然变异而进行的自然选育，以及根据遗传学基础理论和方法， 人为引起的菌种遗传变异或基因重组,如诱变育种、杂交育种、原生质体融合和基因工程等 技术。后一类方法在微生物的菌种选育工作中占踞主导地位，其中通过分子生物学手段， 定向构建基因工程菌是微生物育种的重要发展趋势。当然，菌种选育的前提条件是从自然 界获得相应的原始菌种。 5.1 从自然界中获得新菌种 自然界中微生物资源极其丰富，土壤、水、空气、动植物及其腐败残骸都是微生物的 主要栖居和生长繁殖场所。微生物种类之多，至今仍是一个难以估测的未知数。从微生物 的营养类型和代谢产物及其能在各种极端环境条件（高热、高压、低温、强碱、强酸及高 渗透压等）下生存的角度分析，微生物种类应大大超过所有动植物之和。随着微生物学研 究工作的不断深入，微生物菌种资源开发和利用的前景十分广阔。 新的微生物菌种需要从自然生态环境中混杂的微生物群中挑选出来，因此必须要有快 速而准确的新种分离和筛选方法。典型的微生物新种分离筛选过程示于图 5.1.1。 从以上表解可知，分离微生物新种的具体过程大体可分为采样、增殖、纯化和性能测 定等步骤。 5.1.1 采样 采样应根据筛选的目的、微生物分布情况、菌种的主要特征及其生态关系等因素，确 定具体的时间、环境和目标物。 土壤是微生物的大本营，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；果园树根土层中，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。 此外，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。季节、表面的植被、温湿、通风情况、养 分、水分、酸碱度和光照等都会影响土壤中的微生物分布，故在采土样时应予以重视。采 土样地点选好后，用小铲子去除表土，取离地面 515cm 处的土样几克，盛于预先灭菌的牛 皮纸袋中扎紧，并标明时间、地点和环境等情况，以备查考