能产生抗生素的菌种 抗生素产生菌菌种与培养

本文格式为Word版，下载可任意编辑——能产生抗生素的菌种抗生素产生菌菌种与培养第一章抗生素产生菌的菌种及培养,1、抗生素与产生菌,半数以上抗生素由放线菌产生；

真菌与细菌。

放线菌抗生素两千多种，主要由链霉菌属产生。,真菌抗生素,真菌抗生素有数百种，主要是点青霉和产黄青霉产生的青霉素，荨麻青霉和灰黄青霉产生的灰黄霉素。

灰黄霉素抗真菌（皮肤病与灰指甲病），对细菌无效。

青霉素抗G+菌有效，对G-菌作用很弱，对人的副作用小，有过敏回响。,,青霉素是一类群化合物，不同青霉素的侧链R各异。常用青霉素G，R为苯甲基。低浓度抑菌，高浓度杀菌。有的细菌产生青霉素酶，使酰胺环开裂而失去作用。苯甲基青霉素钠盐0.6μg为一个单位，1mg苯甲基青霉素钠盐等于1，667个单位。

细菌抗生素多是多肽类化合物。如短杆菌的短杆菌素S，枯草芽孢杆菌的枯草杆菌肽，多粘芽孢杆菌的多粘菌素等，对动物有毒性，只限外用。,抗生素产生菌的分开和筛选,目前新抗生素的获得途径：

1、从自然界分开筛选新抗生素产生菌从土壤到海洋一般常见到极端微生物从微生物到植物、海洋生物。

2、改造现有的已知抗生素的产生菌，再经筛选获得新得抗生素产生菌。

3、从已知的抗生素举行布局改造，经筛选获得新的半合成抗生素。,4、采用新的筛选方法如：应用定向生物合成和突变生物合成的原理，以及培养超敏细菌以探索微量的抗生素，选用新的肿瘤模型来筛选抗肿瘤的抗生素。,5、采用现代分子生物学技术产生新抗生素（1）基因克隆产生新抗生素：首先获得某已知抗生素的布局基因，然后通过确定的载体将基因片段导入特定的另一种抗生素产生菌中，那么可能产生完全符合人们设计要求的新抗生素。

（2）沉静基因的激活：

引入抗生素生物合成的调控基因，有可能激发抗生素产生菌处于休眠状态或沉静状态的基因系统，从而开启另一布局抗生素的生物合成开关，得到新抗生素。,绝大多数抗生素的原始产生菌是从自然界分开筛选获得，以传统的分开土壤放线菌为例，说明新抗生素产生菌的常规分开和筛选过程。,,一、土壤微生物的分开1、采土以春、秋两季采土为宜。去除表土，采取5-10cm深处的土壤，装入无菌容器。

2、分开菌株将2-4克土壤平匀散布水中待其沉降，上清片面经适当稀释后（一般为10-3-104），涂布于适合培养基中，并培养至单菌落展现，挑取单个菌落移种纯培养，根据菌落的特征，初步摈弃一致菌。,二、筛选：是指从大量待筛选微生物中，尽快地鉴别出有实用价值的抗生素产生菌的测验过程。,1、筛选模型：

是指筛选工作中所使用的测验菌。为了制止感染病原菌的危害，尽可能选用非致病的、且能代表某些类型致病菌的微生物作为测验菌。,常用的测验菌和代表的致病微生物,测验菌代表的致病微生物金黄色葡萄球菌革兰阳性球菌枯草芽孢杆菌革兰阳性杆菌耻垢分支杆菌结核分枝杆菌大肠埃希菌革兰阴性杆菌白假丝酵母菌酵母状真菌曲霉丝状真菌噬菌体病毒、肿瘤细胞,,,,2、筛选方法抗菌抗生素一般采用琼脂分散法。,先制备含测验菌的平板，然后以无菌滤纸片蘸取各放线菌的摇瓶培养发酵液或切取确定大小的放线菌琼脂培养块，置于含菌平板上，培养后查看有无抑菌圈产生。,无分支单细胞微生物的群体生长曲线,1.迟钝期（1）主要特征：代谢活跃，大量合成细胞分裂所需的酶类、ATP等；

体积增大；

分裂迟钝。

（2）理由：在新的环境，缺乏分解或催化相关底物的酶。

（3）缩短和消释迟钝期的方法有：增加接种量、采用最适种龄、选用繁殖速度快的菌种以及尽量保持接种前后所处的培养基介质和条件一致。,2.对数期（1）特点：分裂速度最快、代时最短、代谢活动旺盛、对环境变化敏感。

（2）作用：作为代谢、生理等研究的好材料和发酵生产中用作种子的最正确菌龄。,3.稳定期（1）特点：新生的细胞和死亡的细胞数目相等、总菌数达成最大值、代谢活力钝化。

（2）理由：养分物质的逐步消耗以及代谢废物的积累抑制了生长。

（3）功能：产生次生代谢产物（抗生素、生物碱、色素等）、芽孢；

对稳定期的研究进展了连续培养技术。,4.死亡期特点：活的细胞数目以对数速率急剧下降、细胞裂解或自溶。,1.微生物群体生长的规律,生长曲线代表在新的适应环境中生长、分裂直至衰弱、死亡全过程的动态变化规律。分为迟钝期、对数期、稳定期和死亡期四个主要的时期。

生长曲线的不同时期反映的是群体而不是单个细胞的生长规律。

熟悉和掌管微生物的生长曲线有重要的实践意义。如设法缩短迟钝期、延长对数期以及在稳定期收集菌体。,丝状微生物的群体生长1.特征：丝状生长和沉淀生长两种方式。

2.丝状微生物生长以单位时间内微生物的物质量的变化来表示。,三、连续培养,（一）分批培养和连续培养1.概念：

分批培养：指将微生物置于确定容积的培养基中，经过培养生长，结果一次收获的培养方式。

连续培养：在一个恒定容积的滚动系统中培养微生物，一方面以确定速率不断地参与新的培养基，另一方面又以一致的速率流出培养物(菌体和代谢产物)，以使培养系统中的细胞数量和养分状态保持稳定。,2.连续培养系统的类型,,第三节环境因素对微生物生长的影响,一、温度,温度太低：使原生质膜处于凝固状态，不能正常举行养分物质的运输或形成质子梯度。

温度太高：蛋白质、核酸和细胞的其他组成发生不成逆的变形作用。

最低生长温度三种根本温度最适生长温度最高生长温度,,,根据生长温度分类：

1.嗜冷微生物2.嗜温微生物3.嗜热微生物4.嗜高热微生物,小结：,1.嗜冷微生物能够在低温条件下生长的理由是：其所含的酶在低温能有效地催化生化回响；

在低温下主动运输仍能正常举行，有效的吸收务必的养分物质，是其原生质膜中含有较多的不饱和脂肪酸，在低温下仍可维持膜的滚动性。

2.嗜高温微生物在高温条件下生长的理由是：其酶和其他蛋白质在高温时更稳定；

其蛋白质合成机构和细胞质膜（富含饱和脂肪酸等）等布局成分是热稳定。,3.微生物耐热性在实践中的重要性：

发酵生产的优点是发酵周期短，效率高；

有利于非气体物质在发酵液中的分散和溶解，以及防止杂菌的污染；

可俭约冷却发酵热量所需的本金。,二、pH,1.pH影响微生物生长的理由：介质pH影响生活环境中养分物质的可给态和有毒物质的毒性；

影响菌体细胞膜的带电荷性质、膜的稳定性及膜对物质的吸收才能；

使菌体外观蛋白变性或水解。

2.分类：

嗜酸性微生物（pH5.4）嗜中性微生物（pH5.4～pH8.5）嗜碱性微生物（pH7.0～pH11.5）,,3.嗜酸或嗜碱微生物耐酸或耐碱的理由：主要是由于细胞本身具有维持胞内pH值接近中性的才能。嗜酸微生物在酸性环境中，细脑膜可以阻拦H＋进入胞内、不断将胞内H＋排出胞外。而嗜碱或耐碱微生物，那么可以阻拦OH－进人胞内并将其排出胞外，以维持胞内接近中性pH。,生产中常用菌种的分开、选育和保藏,带图象分析系统的微生物菌种显微查看装置,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添置；

从大自然中分开筛选新的微生物菌种。,二、分开思路,新菌种的分开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、切实地把所需要的菌种挑拣出来。

测验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也务必重新举行分开纯化。

有了优良的菌种，还要有适合的工艺条件和合理先进的设备与之合作。,定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。

采样：有针对性地采集样品。

增殖：人为地通过操纵养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。

分开：利用分开技术得到纯种。

发酵性能测定：举行生产性能测定。这些特性包括形态、培养特征、养分要求、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、新种分开与筛选的步骤,（一）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,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，用小萨子除去表土，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，以便实时分开。,培养基的组成原那么,大多数放线菌的分开培养是在贫脊或繁杂底物的琼脂平板上举行的。除嗜温性放线菌外，其他放线菌一般在培养4-20天内在分开平板上缓慢形成菌落。

在放线菌分开琼脂中通常都参与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。

分开琼脂平板制备好后，一般皆应在37℃培养箱中存放3天。,放线菌的分开,土样中放线菌的非选择性分开：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开：无菌取植物组织，枯燥以裁减细菌数量，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。

水中放线菌的分开：

为使所要分开的放线菌的数量种类增多，一般将水样离心或滤纸过滤，取离心沉积或滤纸外观沉积举行系列稀释和涂布。,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。

通过高倍放大举行镜检，可了解气生和养分孢子形成处境。

告成地分开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开用的琼脂培养基；

而肉眼识别不同的生长形态、从而初步地加以鉴定，在分开放线菌时显得尤为重要。

将分开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，点接到琼脂平板上举行影印培养，以进一步筛选和分开。,工业菌种的育种方针,工业菌种的育种：

是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株举行的多方位的改造。通过改造，可使现存的优良性状强化，或去除不良性质或增加新的性状。,工业菌种育种的方法,诱变基因转移基因重组,育种过程,包括以下3个步骤：

(1)在不影响菌种活力的前提下，有益基因型的引入。

(2)梦想基因型的选出。

(3)革新菌种的评价(包括测验规模和工业生产规模)。,选择育种方法时综合考虑的因素,(1)待革新性状的本质及与发酵工艺的关系(如批式或连续发酵试验)；

(2)对这一特定菌种的遗传和生物化学万面熟悉的领略程度；

(3)经济费用。

假设对特定菌种的根本性状及其工艺知晓甚少，那么多半采用随机诱变、筛选及选育等技术：

假设对其遗传及生物化学方面的性状已有较深的熟悉，那么可选择基因重组等手段举行定向育种。,工业菌种革新方法,(1)解除或绕过代谢途径中的限速步骤：通过增加特定基因的拷贝数或增加相应基因的表达才能来提高限速酶的含量；

在代谢裔途径中引伸出新的代谢步骤，由此供给一个旁路代谢途径。

(2)增加前体物的浓度。

(3)变更代谢途径，裁减无用副产品的生成以及提高菌种对高浓度的有潜在毒性的底物、前体或产品的耐受力。,,(4)抑制或消释产品分解酶。

(5)提升菌种外泌产品的才能。

(6)消释代谢产品的反应抑制。如诱导代谢产品的布局类似物抗性。,提高特定基因的表达水平