《菌種的管理和保藏》課件

菌種的管理和保藏課程目標(biāo)了解菌種管理的基本原理掌握菌種保藏的常用方法和技術(shù)。學(xué)習(xí)菌種鑒定和質(zhì)量檢測(cè)的方法能夠獨(dú)立進(jìn)行菌種的培養(yǎng)、鑒定和保藏。了解菌種保藏的意義和重要性掌握菌種庫的建立和管理方法。什么是菌種微生物種群菌種是指經(jīng)過人工分離、培養(yǎng)和選育的，具有穩(wěn)定遺傳特性的單一微生物種群。遺傳特征菌種具有穩(wěn)定的遺傳特征，可以穩(wěn)定地繁殖和遺傳，并保持其生物學(xué)特性。菌種的重要性生產(chǎn)效率菌種的優(yōu)良性直接影響著發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良的菌種能夠生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)質(zhì)的菌種是企業(yè)獲得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵因素之一。如何獲取菌種1購買從菌種保藏機(jī)構(gòu)或公司購買2贈(zèng)送從研究機(jī)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)室獲取3分離從自然界或特定環(huán)境中分離獲取菌種的方式主要有三種：購買、贈(zèng)送和分離。購買菌種是最便捷的方式，可以從專業(yè)的菌種保藏機(jī)構(gòu)或公司獲取。贈(zèng)送菌種則可以從研究機(jī)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)室獲取，通常需要建立合作關(guān)系。分離菌種則需要從自然界或特定環(huán)境中進(jìn)行分離和培養(yǎng)，需要一定的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)。菌種的培養(yǎng)選擇培養(yǎng)基根據(jù)菌種的營(yíng)養(yǎng)需求，選擇合適的培養(yǎng)基，例如PDA培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基等。滅菌將培養(yǎng)基和培養(yǎng)器皿進(jìn)行高溫高壓滅菌，殺死所有微生物。接種將菌種接種到滅菌后的培養(yǎng)基上，并在適宜的溫度下培養(yǎng)。觀察生長(zhǎng)情況定期觀察菌種的生長(zhǎng)情況，并記錄生長(zhǎng)速度、形態(tài)、顏色等特征。菌種鑒定形態(tài)觀察觀察菌落的形態(tài)、顏色、大小、邊緣等特征。分子鑒定利用DNA序列分析技術(shù)進(jìn)行物種鑒定。生理生化實(shí)驗(yàn)檢測(cè)菌種的代謝產(chǎn)物、酶活性等特征。菌種生理特性1生長(zhǎng)溫度不同菌種對(duì)溫度的要求不同，有的菌種在低溫下生長(zhǎng)，有的菌種在高溫下生長(zhǎng)。2pH值不同菌種對(duì)pH值的耐受范圍不同，有的菌種在酸性環(huán)境中生長(zhǎng)，有的菌種在堿性環(huán)境中生長(zhǎng)。3營(yíng)養(yǎng)需求不同菌種對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求不同，有的菌種需要多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有的菌種只需要簡(jiǎn)單的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。4氧氣需求不同菌種對(duì)氧氣的需求不同，有的菌種需要氧氣才能生長(zhǎng)，有的菌種不需要氧氣也能生長(zhǎng)。菌種保藏方法1長(zhǎng)期保藏凍干、凍存、液氮2短期保藏斜面培養(yǎng)、孢子懸液、液體石蠟覆蓋3其他方法土壤保藏、冷凍干燥保藏、基因組DNA保藏常見菌種保藏技術(shù)凍干保藏凍干保藏是指將菌種在低溫下脫水，使其處于休眠狀態(tài)。凍存保藏凍存保藏是指將菌種在低溫下冷凍保存，使其處于休眠狀態(tài)。液氮保藏液氮保藏是指將菌種浸泡在液氮中，使其處于超低溫狀態(tài)。凍干保藏凍干技術(shù)利用真空環(huán)境，將水份升華，有效保存菌種。將凍干后的菌種密封保存，可有效防止污染。凍干保藏可有效延長(zhǎng)菌種的保存時(shí)間，長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年。凍存保藏步驟將菌種培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期加入保護(hù)劑分裝至凍存管緩慢降溫置于-80℃冰箱或液氮中保存優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單保存時(shí)間較長(zhǎng)復(fù)蘇率較高缺點(diǎn)需要專用設(shè)備對(duì)菌種的損傷較大液氮保藏低溫環(huán)境液氮保藏利用液氮的低溫環(huán)境，抑制微生物的生長(zhǎng)和代謝。長(zhǎng)期保存液氮保藏能夠長(zhǎng)時(shí)間保存菌種，保持其活性，防止菌種的變異和死亡。廣泛應(yīng)用液氮保藏技術(shù)適用于各種微生物，是目前最常用的菌種保藏方法之一。油懸浮保藏原理利用礦物油或植物油將菌種懸浮在油中，隔絕空氣，抑制微生物生長(zhǎng)。優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單，成本低廉，保藏時(shí)間較長(zhǎng)。缺點(diǎn)對(duì)一些菌種有抑制作用，需要定期進(jìn)行復(fù)蘇培養(yǎng)。水懸浮保藏將菌種懸浮在無菌水中，低溫保存。適用于短期的菌種保存。保藏時(shí)間相對(duì)較短，需定期轉(zhuǎn)接培養(yǎng)。紙片保藏原理將菌種接種在濾紙上，并進(jìn)行干燥處理，然后將濾紙密封在干燥的容器中，可以有效地抑制菌種的代謝和生長(zhǎng)，延長(zhǎng)保存時(shí)間。操作方法首先，將濾紙?jiān)跓o菌條件下進(jìn)行消毒，然后在濾紙上接種菌種，在室溫下干燥，然后將濾紙密封在玻璃管中，保存在干燥通風(fēng)的環(huán)境中。凍干后復(fù)蘇1準(zhǔn)備工作選擇合適的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，確保復(fù)蘇環(huán)境適宜。2復(fù)蘇過程將凍干菌種放入培養(yǎng)基中，在適宜溫度下培養(yǎng)，觀察菌株生長(zhǎng)情況。3驗(yàn)證確認(rèn)通過形態(tài)學(xué)觀察和生理生化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證復(fù)蘇菌株的純度和活力。凍存后復(fù)蘇解凍將凍存管從液氮罐中取出，迅速置于37℃水浴中，輕輕搖動(dòng)使其快速解凍。稀釋將解凍后的菌液用無菌培養(yǎng)基或生理鹽水稀釋，以降低冰晶對(duì)菌體的損傷。接種將稀釋后的菌液接種到合適的培養(yǎng)基中，進(jìn)行培養(yǎng)，觀察菌體生長(zhǎng)狀況。液氮保藏后復(fù)蘇1快速解凍將凍存管迅速轉(zhuǎn)移到37℃水浴中，輕輕搖動(dòng)使其快速解凍。2菌種接種解凍后，立即將菌種接種到合適的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)。3觀察生長(zhǎng)培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察菌種的生長(zhǎng)情況，并進(jìn)行必要的鑒定和檢測(cè)。保藏過程中的注意事項(xiàng)1無菌操作在整個(gè)菌種保藏過程中，要嚴(yán)格執(zhí)行無菌操作，以防止雜菌污染。2定期檢查定期檢查保藏菌種的生長(zhǎng)情況，確保其活力和純度。3環(huán)境控制控制保藏環(huán)境的溫度、濕度和光照等條件，以確保菌種的穩(wěn)定性。4記錄管理詳細(xì)記錄菌種的來源、保藏方法、時(shí)間等信息，方便查詢和管理。菌種質(zhì)量檢測(cè)純度檢測(cè)確保菌種純凈，沒有雜菌污染?；盍z測(cè)評(píng)估菌種的生長(zhǎng)能力和代謝活性。純度檢測(cè)顯微鏡觀察通過顯微鏡觀察菌落形態(tài)、菌絲結(jié)構(gòu)、孢子形態(tài)等，判斷菌種是否純凈。培養(yǎng)基測(cè)試在不同培養(yǎng)基上培養(yǎng)菌種，觀察菌落生長(zhǎng)情況，判斷是否存在雜菌污染。分子生物學(xué)方法利用DNA指紋圖譜、PCR技術(shù)等方法，對(duì)菌種進(jìn)行分子水平的鑒定，確保菌種純度?；盍z測(cè)生長(zhǎng)速率評(píng)估菌種在特定培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)速度，反映其繁殖能力和代謝活性。酶活性檢測(cè)菌種分泌的特定酶的活性，如蛋白酶、淀粉酶等，反映其代謝功能。形態(tài)學(xué)特征觀察菌種的形態(tài)、大小、顏色等，判斷其是否發(fā)生變異或衰退。菌種庫的建立1收集收集不同種類的菌種2保藏采用合適的保藏方法3管理建立完善的信息管理系統(tǒng)菌種信息管理菌種信息數(shù)據(jù)庫建立完善的菌種信息數(shù)據(jù)庫，記錄菌種的來源、分類、培養(yǎng)條件、保藏方法、鑒定結(jié)果等信息。數(shù)字化管理采用條形碼、二維碼等技術(shù)，對(duì)菌種進(jìn)行數(shù)字化管理，方便快速檢索和追蹤。菌種資源利用應(yīng)用于生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品等領(lǐng)域科研實(shí)驗(yàn)、新產(chǎn)品開發(fā)、基因工程環(huán)境保護(hù)、生物修復(fù)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展菌種保藏標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）制定了菌種保藏標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了菌種的收集、鑒定、保藏和管理等方面。國家標(biāo)準(zhǔn)各國家也制定了自己的菌種保藏標(biāo)準(zhǔn)，例如中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20820-2007《微生物菌種保藏規(guī)范》。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一些行業(yè)，如食品、醫(yī)藥等，也制定了各自的菌種保藏標(biāo)準(zhǔn)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。國內(nèi)外菌種保藏現(xiàn)狀1國際上已有許多著名的菌種保藏機(jī)構(gòu)，如美國菌種保藏中心(ATCC)、德國菌種保藏中心(DSMZ)等，為科研、生產(chǎn)提供重要資源。2國內(nèi)中國科學(xué)院微生物研究所菌種保藏中心(CGMCC)等機(jī)構(gòu)在菌種保藏和研究領(lǐng)域也取得了顯著進(jìn)展，為推動(dòng)我國生命科學(xué)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。發(fā)展趨勢(shì)1自動(dòng)化菌種管理和保藏正在朝著自動(dòng)化方向發(fā)展，以提高效率和精度。2數(shù)字化數(shù)字化管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用，提升菌種信息管理效率。3