菌種是主要的生物資源,也是食用菌生產(chǎn)首要的生產(chǎn)資料。一個(gè)優(yōu)良的菌種被選育出來(lái)以后,必須保持其優(yōu)良性狀不變或盡可能地少變慢變,才不至于降低生產(chǎn)性能,能長(zhǎng)期在生產(chǎn)中使用。因此,菌種保藏在食用菌生產(chǎn)上具有重要的意義。
各種微生物由于遺傳特性不同,因此適合采用的保藏方法也不一樣。一種良好的有效保藏方法,首先應(yīng)能保持原菌種的優(yōu)良性狀長(zhǎng)期不變,同時(shí)還須考慮方法的通用性、操作的簡(jiǎn)便性和設(shè)備的普及性。下面介紹幾種常用的菌種保藏方法:
(一)斜面低溫保藏法
將菌種接種在適宜的斜面培養(yǎng)基上,待菌種生長(zhǎng)*后,置于4℃左右的冰箱中保藏,每隔一定時(shí)間(保藏期)再轉(zhuǎn)接至新的斜面培養(yǎng)基上,生長(zhǎng)后繼續(xù)保藏,如此連續(xù)不斷。此法廣泛適用于細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌等大多數(shù)微生物菌種的短期保藏及不宜用冷凍干燥保藏的菌種。放線菌、霉菌和有芽孢的細(xì)菌一般可保存6個(gè)月左右,無(wú)芽孢的細(xì)菌可保存1個(gè)月左右,酵母菌可保存3個(gè)月左右。如以橡皮塞代替棉塞,再用石蠟封口,置于4℃冰箱中保藏,不僅能防止水分揮發(fā)、能隔氧,而且能防止棉塞受潮而污染。這一改進(jìn)可使菌種的保藏期延長(zhǎng)。
此法由于采用低溫保藏,大大減緩了微生物的代謝繁殖速度,降低突變頻率;同時(shí)也減少了培養(yǎng)基的水分蒸發(fā),使其不至于干裂。該法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行,容易推廣,存活率高,故科研和生產(chǎn)上對(duì)經(jīng)常使用的菌種大多采用這種保藏方法。其缺點(diǎn)是菌株仍有一定程度的代謝活動(dòng)能力,保藏期短,傳代次數(shù)多,菌種較容易發(fā)生變異和被污染。
(二)石蠟油封藏法
此法是在無(wú)菌條件下,將滅過(guò)菌并已蒸發(fā)掉水分的液體石蠟倒入培養(yǎng)成熟的菌種斜面(或半固體穿刺培養(yǎng)物)上,石蠟油層高出斜面頂端lcm,使培養(yǎng)物與空氣隔絕,加膠塞并用固體石蠟封口后,垂直放在室溫或4℃冰箱內(nèi)保藏。使用的液體石蠟要求無(wú)毒,化學(xué)純規(guī)格,其滅菌條件是:150~170℃烘箱內(nèi)滅菌lh;或121℃高壓蒸汽滅菌60~80min,再置于80℃的烘箱內(nèi)烘干除去水分。
由于液體石蠟阻隔了空氣,使菌體處于缺氧狀態(tài)下,而且又防止了水分揮發(fā),使培養(yǎng)物不會(huì)干裂,因而能使保藏期達(dá)1~2年,或更長(zhǎng)。這種方法操作簡(jiǎn)單,它適于保藏霉菌、酵母菌、放線菌、好氧性細(xì)菌等,對(duì)霉菌和酵母菌的保藏效果較好,可保存幾年,甚至長(zhǎng)達(dá)10年。但對(duì)很多厭氧性細(xì)菌的保藏效果較差,尤其不適用于某些能分解烴類(lèi)的菌種。
有試驗(yàn)指出,此法用于保藏紅曲霉很合適,保藏1~2年后存活率為100%;也有報(bào)道顯示,某些蕈菌菌絲用石蠟油保藏法,在3~6℃保藏時(shí)菌絲易于死亡,而在室溫下反而較理想,這是值得注意的。
?。ㄈ?/span>砂土管保藏法
這是一種常用的長(zhǎng)期保藏菌種的方法,適用于產(chǎn)孢子的放線菌、霉菌及形成芽孢的細(xì)菌,對(duì)于一些對(duì)干燥敏感的細(xì)菌如奈氏球菌、弧菌和假單胞桿菌及酵母則不適用。
其制作方法是,先將砂與土分別洗凈、烘干、過(guò)篩(一般砂用60目篩,土用120目篩),按砂與土的比例為(1~2):1混勻,分裝于小試管中,砂土的高度約1cm,以121℃蒸汽滅菌1~1.5h,間歇滅菌3次。50℃烘干后經(jīng)檢查無(wú)誤后備用。也有只用砂或土作載體進(jìn)行保藏的。需要保藏的菌株先用斜面培養(yǎng)基充分培養(yǎng),再以無(wú)菌水制成108~1010個(gè)/ml菌懸液或孢子懸液滴入砂土管中,放線菌和霉菌也可直接刮下孢子與載體混勻,而后置于干燥器中抽真空約2~4h,用火焰熔封管口(或用石蠟封口),置于干燥器中,在室溫或4℃冰箱內(nèi)保藏,后者效果更好。
砂土管法兼具低溫、干燥、隔氧和無(wú)營(yíng)養(yǎng)物等諸條件,故保藏期較長(zhǎng)、效果較好,且微生物移接方便,經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便。它比石蠟油封藏法的保藏期長(zhǎng),約1~10年。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所用砂土管保藏法保藏放線菌。
(四)麩皮保藏法
麩皮保藏法亦稱曲法保藏。即以麩皮作載體,吸附接入的孢子,然后在低溫干燥條件下保存。其制作方法是按照不同菌種對(duì)水分要求的不同將麩皮與水以一定的比例1:(0.8~1.5)拌勻,裝量為試管體積2/5,濕熱滅菌后經(jīng)冷卻,接入新鮮培養(yǎng)的菌種,適溫培養(yǎng)至孢子長(zhǎng)成。將試管置于盛有氯化鈣等干燥劑的干燥器中,于室溫下干燥數(shù)日后移入低溫下保藏;干燥后也可將試管用火焰熔封,再保藏,則效果更好。
此法適用于產(chǎn)孢子的霉菌和某些放線菌,保藏期在1年以上。因操作簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,工廠較多采用。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所采用麩皮保藏法保藏曲霉,如米曲霉、黑曲霉、泡盛曲霉等,其保藏期可達(dá)數(shù)年至數(shù)十年。
(五)甘油懸液保藏法
此法是將菌種懸浮在甘油蒸餾水中,置于低溫下保藏,本法較簡(jiǎn)便,但需置備低溫冰箱。保藏溫度若采用-20℃,保藏期約為0.5~1年,而采用-70℃,保藏期可達(dá)10年。
將擬保藏菌種對(duì)數(shù)期的培養(yǎng)液直接與經(jīng)121℃蒸汽滅菌20min的甘油混合,并使甘油的終濃度在10%~15%,再分裝于小離心管中,置低溫冰箱中保藏。基因工程菌常采用本法保藏。
?。?/span>冷凍真空干燥保藏法
冷凍真空干燥保藏法又稱冷凍干燥保藏法,簡(jiǎn)稱凍干法。它通常是用保護(hù)劑制備擬保藏菌種的細(xì)胞懸液或孢子懸液于安瓿管中,再在低溫下快速將含菌樣凍結(jié),并減壓抽真空,使水升華將樣品脫水干燥,形成*干燥的固體菌塊。并在真空條件下立即融封,造成無(wú)氧真空環(huán)境,zui后置于低溫下,使微生物處于休眠狀態(tài),而得以長(zhǎng)期保藏。常用的保護(hù)劑有脫脂牛奶、血清、淀粉、葡聚糖等高分子物質(zhì)。
由于此法同時(shí)具備低溫、干燥、缺氧的菌種保藏條件,因此保藏期長(zhǎng),一般達(dá)5~15年,存活率高,變異率低,是目前被廣泛采用的一種較理想的保藏方法。除不產(chǎn)孢子的絲狀真菌不宜用此法外,其他大多數(shù)微生物如病毒、細(xì)菌、放線菌、酵母菌、絲狀真菌等均可采用這種保藏方法。但該法操作比較煩瑣,技術(shù)要求較高,且需要凍干機(jī)等設(shè)備。
保藏菌種需用時(shí),可在無(wú)菌環(huán)境下開(kāi)啟安瓿管,將無(wú)菌的培養(yǎng)基注入安瓿管中,固體菌塊溶解后,搖勻復(fù)水,然后將其接種于適宜該菌種生長(zhǎng)的斜面上適溫培養(yǎng)即可。
?。ㄆ撸?/span>液氮超低溫保藏法
液氮超低溫保藏法簡(jiǎn)稱液氮保藏法或液氮法。它是以甘油、二甲基亞砜等作為保護(hù)劑,在液氮超低溫(-196℃)下保藏的方法。其主要原理是菌種細(xì)胞從常溫過(guò)渡到低溫,并在降到低溫之前,使細(xì)胞內(nèi)的自由水通過(guò)細(xì)胞膜外滲出來(lái),以免膜內(nèi)因自由水凝結(jié)成冰晶而使細(xì)胞損傷。美國(guó)ATCC菌種保藏中心采用該法時(shí),把菌懸液或帶菌絲的瓊脂塊經(jīng)控制致冷速度,以每分鐘下降1℃/min的速度從0℃直降到-35℃,然后保藏在-150℃~-196℃液氮冷箱中。如果降溫速度過(guò)快,由于細(xì)胞內(nèi)自由水來(lái)不及滲出胞外,形成冰晶就會(huì)損傷細(xì)胞。據(jù)研究認(rèn)為降溫的速度控制在(1~10)℃/min,細(xì)胞死亡率低;隨著速度加快,死亡率則相應(yīng)提高。
液氮低溫保藏的保護(hù)劑,一般是選擇甘油、二甲基亞砜、糊精、血清蛋白、聚乙烯氮戊環(huán)、吐溫80等,但zui常用的是甘油(10%~20%)。不同微生物要選擇不同的保護(hù)劑,再通過(guò)試驗(yàn)加以確定保護(hù)劑的濃度,原則上是控制在不足以造成微生物致死的濃度。
此法操作簡(jiǎn)便、、保藏期一般可達(dá)到15年以上,是目前被*的zui有效的菌種長(zhǎng)期保藏技術(shù)之一。除了少數(shù)對(duì)低溫?fù)p傷敏感的微生物外,該法適用于各種微生物菌種的保藏,甚至連藻類(lèi)、原生動(dòng)物、支原體等都能用此法獲得有效的保藏。此法的另一大優(yōu)點(diǎn)是可使用各種培養(yǎng)形式的微生物進(jìn)行保藏,無(wú)論是孢子或菌體、液體培養(yǎng)物或固體培養(yǎng)物均可采用該保藏法。其缺點(diǎn)是需購(gòu)置超低溫液氮設(shè)備,且液氮消耗較多,操作費(fèi)用較高。
要使用菌種時(shí),從液氮罐中取出安瓿瓶,并迅速放到35~40℃溫水中,使之冰凍熔化,以無(wú)菌操作打開(kāi)安瓿瓶,移接到保藏前使用的同一種培養(yǎng)基斜面上進(jìn)行培養(yǎng)。從液氮罐中取出安瓿瓶時(shí)速度要快,一般不超過(guò)1min,以防其他安瓿瓶升溫而影響保藏質(zhì)量。并且取樣時(shí)一定要戴手套以防止意外爆炸和凍傷。
(八)宿主保藏法
此法適用于專(zhuān)性活細(xì)胞寄生微生物(如病毒、立克次氏體等)。它們只能寄生在活的動(dòng)植物或其他微生物體內(nèi),故可針對(duì)宿主細(xì)胞的特性進(jìn)行保存。如植物病毒可用植物幼葉的汁液與病毒混合,冷凍或干燥保存。噬菌體可以經(jīng)過(guò)細(xì)菌培養(yǎng)擴(kuò)大后,與培養(yǎng)基混合直接保存。動(dòng)物病毒可直接用病毒感染適宜的臟器或體液,然后分裝于試管中密封,低溫保存。
在上述的菌種保藏方法中,以斜面低溫保藏法、石蠟油封藏法、宿主保藏法zui為簡(jiǎn)便,砂土管保藏法、麩皮保藏法和甘油懸液保藏法次之;以冷凍真空干燥保藏法和液氮超低溫保藏法zui為復(fù)雜,但其保藏效果。應(yīng)用時(shí),可根據(jù)實(shí)際需要選用。
在的“美國(guó)典型培養(yǎng)物收藏中心”(簡(jiǎn)寫(xiě)ATCC),僅采用兩種zui有效的保藏法,即保藏期一般達(dá)5~15年的冷凍真空干燥保藏法與保藏期一般達(dá)15年以上的液氮超低溫保藏法,以達(dá)到zui大限度地減少傳代次數(shù),避免菌種變異和衰退的目的。我國(guó)菌種保藏多采用3種方法,即斜面低溫保藏法、液氮超低溫保藏法和冷凍真空干燥保藏法。
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