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    菌種如何改良與制備?

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    菌種如何改良與制備?

    發布日期:2021/4/2 14:18:03 點擊:135


    菌種用于作為的微生物,包括細菌、放線菌、酵母菌和霉菌四大類。來源于自然界大量的微生物,從中經分離并篩選出有用菌種,再加以改良,貯存待用于生產。


    菌種篩選 

          工業發酵的有用菌種,其篩選步驟包括菌種分離、初篩和復篩,挑選具有某種能力的有用菌種。

          菌種分離首先是從土壤或腐生植物中收集含菌樣品,用無菌水稀釋后,涂布于置有適宜細菌、放線菌或霉菌生長的瓊脂培養基平皿上,并將其倒置于恒溫箱中,培養一定時間,平皿上長出的許多單個菌落(單一微生物的集落)經分別分離后即為各種純種菌株,簡稱純種,移種至試管斜面上,置4℃冰箱備用。

          根據不同的篩選目的,采用不同的篩選模型。如常規篩選抗生素產生菌的方法是將土壤中分離所得的純種,在含有瓊脂培養基的平皿上培養后,用打孔器將菌塊移至含有試驗菌的瓊脂培養基上,在適宜的溫度下培養一定時間后取出,如在菌塊的周圍有透明的抑菌圈,則表明此菌種具有產生控制試驗菌生長的抗菌物質的能力。所得菌種經過搖瓶液體發酵,測定發酵液或菌絲體內抗生素的含量,選出生產能力高的菌種。另一方面對所提取的抗生素進行結構分析、藥理試驗及臨床試驗等,確為有效者,即可作為生產菌種。又如篩選脂肪酶生產菌種的方法是將分離所得的霉菌涂布于含有牛脂的瓊脂培養基上,恒溫培養一定時間,如菌落周圍出現透明圈的,則該菌具有分解脂肪的能力,進一步作搖瓶發酵測定酶活力,挑選產量高者作生產菌種的出發菌株。

    菌種改良 

          即采用遺傳育種的方法,使野生型菌株(從自然界分離篩選而得的出發菌株)的遺傳因子 DNA發生突變、重組,從而從中選出產量高、成品質量好或具有新的培養特性如耐產物控股制、能利用廉價原料以及具有生產新品種能力的優良菌種。采用的方法有誘變育種、雜交育種、和。誘變育種是利用誘變因子如紫外線、鈷-60、乙烯亞胺類等物理或化學誘變劑處理生產菌株的單孢子懸浮液,以獲得誘發突變株。隨后進行突變株的篩選,從中篩選高產菌株。由于隨機的突變群體中,有益突變所占比例很低,要獲得高產突變株進行大量篩選。近年來,隨著發酵代謝控制研究的發展,可根據生物合成途徑中的反應點,并通過它們的改變以提高產率或其他特性,如選育抗產物反饋控制的突變株、增加細胞透性的突變株及營養缺陷型的突變株等。這種“理性篩選法”廣泛應用于氨基酸產生菌的選育。

    菌種制備 

          也稱種子制備,是指菌種在一定條件下,經過擴大培養成為具有一定數量和質量的純生產菌種的制備過程。以作接入發酵罐中進一步擴大菌體量及合成產物之用。種子制備包括孢子制備和菌絲體制備(見圖[菌種制備流程]菌種制備流程),其中(1)~(4)為孢子制備過程。

          保存在沙土管或冷凍管中的生產菌種,用無菌手續挑取少許,接入瓊脂斜面培養基上,在25℃(或較高溫度)下培養5~7天(或較長時間)。所得孢子還需進一步用較大表面積的固體培養基以獲得更多孢子,對于霉菌類孢子制備,多數采用大米、小米之類的天然培養基。將培養成熟的斜面孢子制成懸浮液,接種到扁瓶固體培養基上,于25~28℃培養14天。將成熟的扁瓶孢子于真空中抽干,使水分降至10%以下,并放入 4℃冰箱中備用。

          一次制得的孢子瓶可在生產上延續使用半年左右。放線菌孢子的培養基大多是采用麩皮或豌豆浸出液、牛肉膏及無機鹽與瓊脂制成的。將斜面孢子接入擴大的扁瓶孢子培養基中,于28~37℃培養5~14天。

          所獲得的大量孢子可直接作為種子罐的種子。如果有些生產菌種不產孢子,如赤霉素產生菌或產孢子不多的,則可采用搖瓶體培養制得菌絲體,作種子罐的種子。種子罐的目的是使接入有限的孢子或菌絲體迅速發芽、生長、繁殖成大量菌體。其中的培養基組分應是易于被菌體利用的碳源(如葡萄糖)和氮源(如玉米漿等),及無機鹽(如磷酸鹽)等。作為發酵罐(7)的種子應是生命力旺盛、染色深、菌絲粗壯,無雜菌及異常菌體接種量一般在10%~20%。
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