菌种分离筛选.ppt

1第六章第六章 微生物菌种的分离筛选微生物菌种的分离筛选第一节第一节 菌种分离的总体设计菌种分离的总体设计第二节 分离样本的采样采样第三节第三节 含微生物样品的富集培养含微生物样品的富集培养第四节第四节 微生物的培养分离微生物的培养分离第一节第一节 菌种的分离简介菌种的分离简介 一、菌种的来源一、菌种的来源根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。二、分离思路二、分离思路 新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。有了优良的菌种，还要有合适的工艺条件和合理先进的设备与之配合。定定方方案案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。采样：采样：有针对性地采集样品。增增殖殖：人为地通过控制养分或培养条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。分离：分离：利用分离技术得到纯种。发发酵酵性性能能测测定定：进行生产性能测定。这些特性包括形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH值、提取工艺等。三、新种分离与筛选的步骤三、新种分离与筛选的步骤菌种筛选主要步骤调查研究及查阅充分的资料 设计实验方案 确定采集样品的生态环境 采样 确定特定的增殖条件 增殖培养 确定特殊的选择培养基及可能的 定性或半定量快速检出法 平板分离分离 原种斜面 确定发酵培养基础条件 筛选 初筛（1株1瓶）复筛（1株35瓶）结合初步工艺条件摸索 再复筛（1株35瓶）35株 单株纯种分离分离 生产性能试验 毒性试验菌种鉴定 第二节 分离样本的采样采样1、采样对象 以采集土壤为主。一般园田土和耕作过的沼泽土中，以细菌和放线菌为主；富含碳水化合物的土壤和沼泽地中，酵母和霉菌较多，如一些野果生长区和果园内。采样的对象也可以是植物，腐败物品，某些水域等。从自然界筛选从自然界筛选2、采样季节：以温度适中，雨量不多的秋初为好。3、采土方式：在选好适当地点后，用小铲子除去表土，取离地面5-15cm处的土约10g，盛入清洁的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好，标记，记录采样时间、地点、环境条件等，以备查考。为了使土样中微生物的数量和类型尽少变化，宜将样品逐步分批寄回，以便及时分离。二 根据微生物生理特点采样1、根据微生物营养类型2、根据微生物生理特性三 特殊环境下采样第三节第三节 含微生物样品的富集培养含微生物样品的富集培养 为了容易分离到所需的菌种，让无关的微生物至少是在数量上不要增加，可以通过配制选择性培养基，选择一定的培养条件来控制。一、控制培养基的成分 例如碳源利用的控制，可选定糖，淀粉、纤维素，或者石油等，以其中的一种为唯一碳源，那么只有利用这一碳源的微生物才能大量正常生长，而其它微生物就可能死亡或淘汰。这样对下阶段的纯种分离就会顺利得多。二、控制培养条件pH值的控制细菌、放线菌：pH 7.07.5酵母菌、真菌：pH 6.57.0温度的控制通气量的控制三 抑制不需要的菌类 如使用不同类型的抗生素、高温、高压等条件，抑制不需要的菌类。第四节第四节 微生物的培养分离微生物的培养分离 尽管通过增殖培养效果显著，但还是处于微生物的混杂生长状态。因此还必须分离，纯化。在这步，增殖培养的选择性控制条件还应进一步应用，而且控制得细一点，好一点。纯种分离的方法有划线分离法、稀释分离法。1.稀释平皿分离法1.稀释平皿分离法100ml1g9ml9ml9ml9ml9ml9ml1/1001/1000 10-810-710-610-510-41ml1ml1ml 1ml 1ml(1)稀 释1.稀释平皿分离法b.涂布平皿分离法a.倾注平皿分离法2.平皿划线分离法 a.连续划线分离法 b.分区划线分离法（四）筛（四）筛 选选 这一步是采用与生产相近的培养基和培养条件，通过三角瓶的容量进行小型发酵试验，以求得适合于工业生产用菌种。（五）毒性试验（五）毒性试验 自然界的一些微生物是在一定条件下产毒的，将其作为生产菌种应当十分当心，尤其与食品工业有关的菌种，更应慎重。据有的国家规定，微生物中除啤酒酵母、脆壁酵母、黑曲霉、米曲霉和枯草杆菌作为食用无须作毒性试验外，其他微生物作为食用，均需通过两年以上的毒性试验。培养分离培养分离 从自然界中分离培养微生物是菌种选育的重要和基础的步骤。到目前为止，还没有一种分离培养方法能揭示一个试样中所包含的所有微生物总数和种类。在任一试样中所存在的微生物仅为极少数特定种类的菌株；在工业微生物筛选过程中，应及时调整检测方法，以与各种不同类型的生长和代谢之微生物相适应。因此，建立一更为科学的和针对性不强的分离方法是必要的。一、成功的分离培养方法一、成功的分离培养方法(1)认真考察所需产品的特征和生产过程；(2)制订初步的筛选标准；(3)将生态学方法运用到分离和筛选过程。三、将生态学方法用于培养分离的三、将生态学方法用于培养分离的一般思路要点一般思路要点1罗列出所要分离的微生物类群；2根据所采集样本的各种生态参数，描述所要分离的微生物之生态系统或栖息地：3将若干样本分成若干类型，如植物和植物各部，土壤(类型和土层)、岩石、水、昆虫和发酵食品等；4罗列出所要考察和测量的环境参数，如pH、盐分、水分、氧化还原电势及温度等；5列出生物系统中有用的自然底物，如森林土壤中的几丁质、葡萄表皮的果胶；6根据上述1-5项中所获得的数据，设计分离方法，即选择适宜的稀释液、底物、试样、天然浸出汁和培养条件；7用标准方法作对照来评价生态学分离方法；8根据待检材料的生态参数需要，修改已知的方法；9运用特定的富集方法，富集那些可能具有筛选意义的微生物类群。四、自然界中细菌的分离四、自然界中细菌的分离(一一)采样和采集方法采样和采集方法为了从一特定生态系统中分离出具有代表性的细菌菌群，特别是分离那些在唯一微环境区域中出现的菌群时，必须十分重视样本的采集。样本采集时所需的工具通常有无菌刮铲、土样采集器、镊子、解剖刀、手套、无菌小塑料袋和塑料瓶等。采样的注意事项采样的注意事项1、采样时应尽可能保持相对无菌；2、所采集的样本必须具有某种代表性；3、采好的样必须完整地标上样本的种类及采集日期、地点以及采集地点的地理、生态参数等；4、应充分考虑采样的季节性和时间因素，因为真正的原地菌群的出现可能是短暂的；5、采好的样应及时处理，暂不能处理的也应贮存于4下，但贮存时间不宜过长。这是因为一旦采样结束，试样中的微生物群体就脱离了原来的生态环境，其内部生态环境就会发生变化，微生物群体之间就会出现消长(二二)生态学参数及培养基生态学参数及培养基的组成原则的组成原则1、加入培养基中的天然提取物种类和用量、环境生物物理学参数以及用于平板涂布分离样本的溶剂都会影响实验中所要分离的细菌的数量和种类。2、就分离培养基的组成而言，部分培养基中必须含有10-50%的天然提取物。加入培养基中的天然提取物，部分培养基中则应含有多种碳、氮源，如几丁质、纤维素或果胶。3、所有分离培养基中都应含有抗真菌剂(如放线菌酮和制霉素)，掺加浓度一般为50gm1，以抑制真菌的生长。4、琼脂平板在使用前应置于37培养箱中孵育l、2天。5、培养基的生物物理学参数，如pH及盐分也应调节到与试样的生态系统参数值相近。二、分离分离目的微生物不纯，需分离分离纯化。采用简便迅速，有一定准确性的检出方法，提高筛选效率。常用平皿反应法：纸片培养显色法：浸有指示剂滤纸。透明圈透明圈法：混浊底物被分解后形成透明圈透明圈。如可溶性淀粉、碳酸钙等。变色圈法：直接用显色剂或指示剂。生长圈法：利用某些具有特殊营养要求的微生物作为工具菌，要分离分离的微生物能在一般培养条件下生长而合成该营养物而使工具菌能生长，形成生长圈。抑制圈法：琼脂块培养法。用刚果红染色法鉴定筛选降解纤维素的菌株 羧甲基纤维素钠作培养物抗生素筛选检定菌培养，加上发酵液五、放线菌的分离培养基的组成原则五、放线菌的分离培养基的组成原则大多数放线菌的分离培养是在贫脊或复杂底物的琼脂平板上进行的。除嗜温性放线菌外，其他放线菌一般在培养4-20天内在分离平板上缓慢形成菌落。在放线菌分离琼脂中通常都加入抗真菌剂制霉菌素或放线菌酮，以抑制真菌的繁殖。选择性地添加抗生素。分离琼脂平板制备好后，一般皆应在37培养箱中存放3天。放线菌的分离放线菌的分离土样中放线菌的非选择性分离：土样风干，磨碎，无菌海绵压印土样后压印平板后培养。植物体上放线菌的分离：无菌取植物组织，干燥以减少细菌数量，剪碎植物材料后植入平板表层后培养。也可洗下微生物后振荡培养。水中放线菌的分离：为使所要分离的放线菌的数量种类增多，一般将水样离心或滤纸过滤，取离心沉积或滤纸表面沉积进行系列稀释和涂布。次代培养及纯化次代培养及纯化菌落形成后可根据肉眼可见的菌落形态上的差异，作初步的鉴定和区分。通过高倍放大进行镜检，可了解气生和营养孢子形成情况。成功地分离出各种不同的放线菌属及种的关键是所采集样本的本身及其分离用的琼脂培养基；而肉眼识别不同的生长形态、从而初步地加以鉴定，在分离放线菌时显得尤为重要。将分离平板上所形成的菌落用经火焰灼烧灭菌的钩形针或无菌牙签挑取，点接到琼脂平板上进行影印培养，以进一步筛选和分离。放线菌菌落形态六六、真菌分离1、利用低碳氮比的培养基可使真菌生长菌落分散，利于计数，分离和鉴定。这里主要是利用营养成分的减少而使生长减慢，并由此限制真菌的迁徙生长。2、改变培养温度将有利于不同嗜温区真菌的分离。3、有时，真菌子实体形成必须有光线，这在分离培养时应加以考虑。4、选择性富集：是通过一定的方式使样本中一种或一群微生物数量上的增加而利于分离的一种技术。富集可以是种水平的，如通过营养要求的改变来富集分离镰刀菌；也可以是组成群水平的，如以纤维素为唯一碳源的选择性培养基可选择性富集所有能降解纤维素的纤维素裂解微生物。5、在分离培养基中加入一定的抗生素即可有效地抑制细菌生长及菌落形成。真菌的分离方法真菌的分离方法土中真菌的分离：稀释法，混入法，压贴法，粘附法，浮选法，注射器采集法，土过筛法，庶糖密度梯度离心法。植物材料中真菌的分离：植入法，压贴法，洗涤法，浸泡法。水中真菌的分离：水样稀释后涂布分离。饵诱技术常用于水中真菌的富集。子实体直接分离培养担子菌：新采集的子实体组织植入平板内或在放于液体培养基表面放一小块无菌滤纸上培养。微生物菌种分离实例微生物菌种分离实例分解纤维素的微生物的分离 实验目的实验目的从土壤中分离能分解纤维素的微生物,纯化得到1-5株菌.并通过此次实验,培养以下三方面的能力:1.基本技术训练：在目前专业课程学习基础上进一步练习培养基的配制，干湿热灭菌，以及微生物分离纯化技术。2.初步的科研训练：练习科研过程中查阅资料、设计实验方案、动手实施方案、综合安排实验、解决临时实际困难等方面的基本能力，认识科研程序，感受科研乐趣和困难。3.培养实事求是的工作作风，科学严谨的工作态度。实验原理实验原理纤维素与纤维素酶纤维素与纤维素酶纤维素酶是一种复合酶，一般认为至少包含三部分，C1,Cx,和葡萄糖苷酶组成。前两种使纤维素分解成纤维二糖，第三种将纤维二糖分解成葡萄糖，正是在这三种酶的协同作用下，纤维素最终被分解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养。纤维素分解菌的筛选纤维素分解菌的筛选 纤维素-刚果红混合培养基刚果红染色法刚果红染色法常用的刚果红染色法有两种：一是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，二是倒平板时就加刚果红。方法一是传统的方法，缺点是操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；其优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂问题，缺点是由于实验材料和琼脂都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊,无明显影响.方法二的另一缺点是：有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。短时间培养也无大碍。1.实验材料及方法实验材料及方法1.1 样品：样品：从校园找到的竹子下的土壤、松树下的土壤、混合土；熊猫粪；牛粪。1.2 实验所用的器材实验所用的器材：培养皿，250mL锥形瓶，无菌称量瓶，滤纸，药匙、1 mL和10 mL的移液管、电子秤、无菌培养皿、涂布器、解剖镜、显微镜、接种针、温箱等1.3 实验用培养基配方及配制注意事项实验用培养基配方及配制注意事项1.3.1、选择培养基、选择培养基:纤维素分解细菌-赫奇逊培养基:CMC,KH2PO41.0g、MgSO47H2O 0.3g、NaCl0.1g、FeCl30.01g、NaNO32.5g、水1000mL、pH7.2 7.4、琼脂20g、刚果红.纤维素分解放线菌培养基:CMC、KNO3 1.00 g、KH2PO4 0.50 g、MgSO4 7H2O 0.50 g、N aCl 0.50 g、10%FeSO 4 2滴、H2O 1000 mL、pH 7.2 7.4、琼脂 20g、刚果红.纤维素分解真菌真菌培养基:CMC、马铃薯200g KH2PO 4 3.00 g、MgSO47H2O1.50 g、蛋白胨0.50 g、VB12 丸、琼脂20.00 g、H2O 1000 mL、pH 6.0 6.5、琼脂 20g。纤维素分解菌（混合）的选择培养基:纤维素粉 5g、NaNO3 1g、Na2HPO3 1.2g、KH2PO3 0.9g、MgSO4 0.5g、KCl 0.5g、酵母膏0.5g、水解酪素0.5g、以上物质溶解后蒸馏水定容到1000ml1.3.2、鉴别及纯化培养基（半固体）鉴别培养基的成分:(NH4)2SO4 2 g，MgSO4 0.5 g，K2HPO4 1 g，NaCl 0.5 g，刚果红，刚果红0.4 g，水，水1000 mL，琼脂 5g、自然自然pH 值值、刚果红、滤纸片（去淀粉）。注：需无菌操作，配制时先配含无机盐的半固体培养基，灭菌倒平板后，平铺入用刚果红染色的无菌去淀粉滤纸片。1.4 实验方法与步骤实验方法与步骤:取样菌悬液的制备将菌悬液涂布到有选择与鉴定作用的培养基（含刚果红）上挑选单菌落纯培养对纯培养物制片镜检(有条件的话查出菌的种属类别)将纯培养接种到无菌试管内保藏。1.4.1土样采集土样采集土样的采集选择富含纤维素的环境，这是因为在纤维素含量丰富的环境，通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。本实验以在湿润的松针堆积层下、腐烂的草下、多种混合叶腐烂堆下的土壤，熊猫粪和牛粪为样本。1.4.2选择培养选择培养配制细菌培养基、放线菌培养基、真菌培养基、混合培养基（不需无菌操作）四种不同成分的培养基,前三种分别用来选择培养能分解纤维素的细菌、放线菌、霉菌,第四种培养基选择所有可分解纤维素的微生物.分别把五种样本接种到四种培养基上，且每种培养基均设空白对照，即不接种任何样本做对照实验。1.4.3分离纯化在选择培养基上选择水解圈大的不同菌种，分别接种到鉴别及纯化培养基（须无菌操作）上，待其生长。观察菌落情况和滤纸被分解的情况。将纯培养接种到无菌试管斜面上保藏