菌种保藏方法探讨文献综述

 2022-12-10 15:13:31

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、研究背景

微生物菌种的来源很广,大体上说,一类是从各种自然条件中分离的原始菌株,另一类是人工选育出来的优良选育种或用基因重组技术得来的重组菌,这些都是重要的资源。微生物的生长周期短、易于工业生产,但是人为的不断传代容易引起遗传变异,从而带来不必要的损失。菌种保藏的目的非常明确,在基础研究工作中,同一菌种在不同的时间,都应获得重复的实验结果。对于有经济价值的生产菌株,要求保持其高产的性能;对于重组菌,要求保持菌株本身遗传特性的稳定性。

由于菌种的变异主要发生于微生物旺盛生长繁殖过程,所以菌种保藏的原理是使微生物的新陈代谢处于最低水平或相对静止状态,从而在一定的时间内菌种不发生变异并保持相应活力。低温、干燥、隔绝空气、无营养和添加保护剂是使微生物代谢能力降低或休眠的重要方法,因此大多数的菌种保藏都是根据上述五种原理设计的。冷冻真空干燥保藏法是在低温下迅速地将细胞冻结,然后在真空下使水分升华,使菌种处于休眠状态而得以长期保藏,一般达5~15年,存活率高,变异率低,是目前被广泛采用的一种较理想的保藏方法。

在微生物的基础研究和应用研究中,欲使菌种始终保持优良性状的遗传稳定性,便于长期使用,还需要做很多日常的工作,由于各种各样的原因,要使菌种永远不变是不可能的,菌种衰退是一种潜在的威胁。不适宜的培养和保藏条件不仅会诱发衰退型细胞的出现,还会促进衰退细胞迅速繁殖,在数量上大大超过正常细胞,造成菌种衰退,在实践中,应当有针对性的选择菌种保藏的方法;而即使在较好的保藏条件下,还是会存在菌种衰退的情况。因此在菌种的典型特征或生产性状尚未衰退前,就应该有意识地采取纯种分离和生产性状测定工作,以积极的措施对菌种进行复壮。

实验室现有四种冻干工程菌需要复活筛选:产L-苹果酸的黄色短杆菌(延胡索酸酶)、产L-丙氨酸的假单胞菌(L-天冬氨酸beta;-脱羧酶)、产L-苯丙氨酸的粘红酵母(苯丙氨酸解氨酶)、产辅酶Q10的假单胞菌。L-苹果酸是生物体三羧酸循环的中间体,易被人体吸收,是性能优异的食品添加剂和功能性食品,延胡索酸酶产生菌以延胡索酸为底物在适当条件下转化制备L-苹果酸是目前国内外生产苹果酸的主要方法之一;L-丙氨酸是丙酮酸代谢体系的非必需氨基酸,与糖代谢密切相关,是转氨反应中重要的氨基供体,具有重要的生理功能,同时又是一种重要的氨基酸类药物,利用菌体中的L-天冬氨酸beta;-脱羧酶以L-天冬氨酸为原料酶法脱羧可制备L-丙氨酸;L-苯丙氨酸是人体所需8种必需氨基酸之一, 在人体的代谢过程中具有重要作用,利用粘红酵母中的L-苯丙氨酸解氨酶催化反式肉桂酸可以转化生成L-苯丙氨酸;辅酶Q10是呼吸链中的重要递氢体,是细胞自身产生的天然抗氧化剂和细胞代谢的激活剂,同时能够提高机体免疫力,是一种具有重要生理作用的生化药物,利用微生物发酵生产辅酶Q10具有生物活性好、无原材料制约等优点。

二、研究目的和意义

一个优良的菌种被选育出来以后,要保持其生产稳定、不污染杂菌、不死亡,根据菌种的生理、生化特性,人工创造条件使菌体的代谢活动处于休眠状态,达到长期保存的目的。一个好的菌种保藏方法,应能保持原菌种的优良特性和较高存活率,由于微生物种类繁多,代谢特点各异,对各种外界因素的适应能力不一致,一个菌种选用何种方法保藏较好要根据具体情况而定。为避免菌种衰退的潜在威胁,使四种菌种保持优良性状的遗传稳定性,通过对实验室四种冻干保藏工程菌的复活、性能确认及酶活测定,判断菌种的保藏状态,筛选高产稳定菌株,选择合适的保藏方法继续保藏。

三、实验方案

1. 配制培养基

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