菌种选育与培养基优化的综合评估方法.pptx

菌种选育与培养基优化的综合评估方法（摘要）

微生物发酵产物代谢调控的三个层次细胞内部控制分子水平基因特性细胞水平代谢调控细胞外部控制反应器水平传递混合

微生物发酵高产目标的实现历程（一）?菌种选育基因定点选育、理性化定向选育有美好的愿望与设计，但难以知其“途”?好菌种的发现与保存表象与培养基供应海底捞针犹如意外获宝，关键是手段（工具）

微生物发酵高产目标的实现历程（二）?菌子培养技术好苗子还需要合适的培养菌龄（种子培养时间）的核心体现（形态）？?发酵调控技术挖掘菌株的潜在能力避免瞎子摸象又把象鼻当象腿（混沌之说有解）

微生物发酵高产目标的第一步——认识菌种菌种的鉴定技术——形态、培养、基因序列菌种的特殊来源——各系统的微生物库只能用于学校的基础研究初次开发的经验（技巧）

菌种的鉴定技术?——形态：以固体培养为主、参照微生物鉴定手册（菌丝分类及其物理形状、色素等）培养：指生化培养特性（营养代谢特性）基因序列：专业机构测序和鉴定，不利于指导工业生产

微生物菌种性能的研究性能之一：形态及其观察方法性能之二：遗传稳定性的确认性能之三：代谢调控的特性性能之四、之五、……

产业领域的微生物菌株——菌种复壮自然选育——复壮——纯化菌体（菌落）的外观指标优于“产量能力指标”、适度应用选择性培养基、切记“分析判断手段（技术）”中的误差因子出发菌株的选择不能简单、盲目和随意多项参数的判断结果必须相互印证结合理性化推理选育的“理念”设计方案复壮与制备生产菌种的程序必须分隔

复壮与制备生产菌种的程序必须分隔以确保复壮的客观性制备生产（上罐）菌种是日常工作菌种复壮是研究工作（不是日常工作）

菌种遗传基因及其表达1、微生物菌种的固有特性2、菌种复壮或菌种诱变的考察指标（但往往只看主产量）3、环境对基因表达的影响（主要是关心“同系物含量”）

菌种遗传基因的改变可以改善而不是改变源头产量提高：青霉素：200~70000u/ml0.6微克等于1个单位头孢菌素C：8000~43000u/ml1微克等于1个单位杆菌肽：400~1350u/ml13.51微克等于1个单位

阿维菌素产生菌的菌种选育目标?阿维菌素的8个组分中，B族活性较强、B1的活性更强、B1a的驱虫效果最好（非杀菌）。?十六元大环聚酮类，结构差异在三个部位：?C5：与活性关系最大；最易分离？?C22~C23：与活性关系次要；分离难度其次？?C26：与活性关系最小；很难分离？13

微生物发酵高产目标的第一步——菌种应用产业领域的微生物菌株分类分批深度保藏（菌种的保藏方式）定期复壮二步同法——保种与生产复壮方法的选择及其指标（未必与生产同法）

产业领域的微生物菌株——菌种保存真空牛奶管法经典、保存时间长、抗灾害、便于运送脱脂牛奶（为了充分渗透、保护细胞膜）真空度的检测（手握式紫外发生器）低温冷冻干燥机适用于休眠能力强的菌株操作复杂

产业领域的微生物菌株——菌种保存多羟基保护深度低温冷冻（管）法非经典法、保存时间短（最好分盒分架保存）、制作方便、保存成本高、不抗灾害、不便于运送多羟基保护剂（为了防止水的伤害）对菌种的收获状态有明确的要求速冻与融冻程序的优化必须研究菌种保藏效果

分离自高产发酵罐的菌种往往“不达目标”发酵调控优化的影响菌种收获滞后的影响菌种复壮程序不规范自然选育研究不透彻发酵效价测定误差的影响应该取自效价增长速率最快的时段

菌种遗传稳定性的考察（考察到第？代）为什么要考察到第？代生产规模（周期和吨位）、菌种代时、…为什么连续发酵无法实现？微生物的自然变异率培养基的影响

微生物的自然变异率研究（假如形态上有区别）单菌落分离培养十个碟子约800个菌落统计形态上的变异率全部收集混均，第二次单菌落分离统计形态上的变异率如此重复3～5遍，计算自然变异率计算固体培养代时也用此法

微生物发酵高产目标的第一步——菌种应用产业领域的微生物菌株固体培养法的菌种形态鉴别（传代和单菌落）种子瓶效价与微生物生理状态（菌丝形态）菌种遗传稳定性的考察（什么是第？代）分离自高产发酵罐菌种的判别及其验证

微生物新菌种代谢特性的研究1、培养基成分定量分析？有机氮源的各组分？重复性（来源、批号）？2、发酵条件的优化（传递）能量与质量的混合程度3、菌丝体形态的“地位”

发酵培养基的选择思路——大类微生物的营养特点如霉菌、放线菌、细菌、病毒等种属微生物的研究文献如芽孢杆菌和基因工程模式菌

发酵培养基的选择思路——同种微生物的前期工业化生产研究：但少见于文献代谢特征及其特殊营养需求：如肽类、核酸类等某一成分的物料恒算：如头孢菌素C发酵时的S

发酵培养条件的选择思路——前期长菌丝体（数量和质量）温度和丰富的培养基包括氧气中后期半饥饿状态（