微生物百科

菌种保藏

最近更新:2023-03-31

preservation of cultures,conservation of cultures,maintenance of cultures通过适当方法使微生物长期存活,并保持原有生物学性状稳定不变的一 类措施。菌种保藏工作对任何实验室、企业和国家都是一项十分重要的基础 性工作。菌种保藏机构的任务是在广泛收集实验室和生产用菌种、菌株、病 毒毒株(有时还包括动、植物的细胞株和微生物质粒等)的基础上,将它们妥 善保藏,使之不死、不衰、不乱,以达到便于研究、交换和使用等目的。为此, 在国际上一些较发达的国家都设有若干国家级的菌种保藏机构。例如,中国 微生物菌种保藏委员会(CCCCM),中国典型培养物保藏中心(CCTCC),美国 典型菌种保藏中心(ATCC),美国北部地区研究实验室(NRRL),荷兰的霉菌中 心保藏所(CBS),英国的国家典型菌种保藏所(NCTC)、前苏联的全苏微生物 保藏所(UCM)以及日本的大阪发酵研究所(IFO)等都是有关国家的代表性菌 种保藏机构。

系统的菌种保藏工作是19世纪末和20世纪初才开始的,最早为捷克学 者Kral系统收集的菌种;1914年,Rogers首创冷冻干燥保藏法;1925年,美国 成立国际著名的ATCC(American Type Culture Collection),当时收藏有2000个 不同菌株;1960年,ATCC试用液氮法保藏菌种,影响很大;我国于1952年在 北京建立了第一个菌种保藏机构——菌种保藏委员会。

用于长期保藏的原始菌种称保藏菌种或原种。菌种保藏的具体方法很 多,原理却大同小异。首先应挑选典型菌种或典型培养物的优良纯种,最好 保藏它们的分生孢子、芽孢等休眠体;其次,还要创造一个有利于它们长期休 眠的良好环境条件,诸如干燥、低温、缺氧、避光、缺乏营养以及添加保护剂或 酸度中和剂等。干燥和低温是菌种保藏中的最重要因素。据试验,微生物生 长温度的低限约在-30℃,而酶促反应的低限在-140℃,因此,低温必须与 干燥结合,才具有良好的保藏效果。细胞体积大小和细胞壁的有无对低温的 反应不同,一般体积越大越敏感,无壁者比有壁者敏感。这是因为,细胞内的 水分在低温下会形成破坏细胞结构的冰晶。速冻可减少冰晶的产生。菌种 冷冻保藏前后的降温与升温速度对不同生物影响不同,操作前应予以注意。 在实践中,发现在相当大的范围内,较低的温度更有利于保藏,如液氮 (-196℃)比干冰(-70℃)好,-70℃比-20℃好,比0℃或4℃更好。冷冻时 的介质对细胞损伤与否关系极大,例如0.5mol/L左右的甘油或二甲亚砜 (DMSO,dimethyl sulfoxide)可透入细胞,并通过降低强烈的脱水作用而保护细 胞;海藻糖、脱脂牛奶、血清白蛋白、糊精或聚乙烯吡咯烷酮(PVP, polyvinylpyrrolidone)等均可通过与细胞表面结合的方式防止细胞膜的冻伤。

一种良好的菌种保藏方法,首先应保持原菌优良性状长期稳定,同时还 应考虑方法的通用性、操作的简便性和设备的普及性。具体的方法很多,现 把多种方法按类排列后作一综合性表解。(见第423页)

现将微生物学实验室和生产实践中最常用的7种菌种保藏方法的比较 列于表中。

7种常用菌种保藏方法的比较

方法 主要措施 适宜菌种 保藏期 评价
冰箱保藏法(斜面) 低温(4℃) 各大类 约1~6月 简便
冰箱保藏法

(半固体)

低温(4℃),避氧 细菌,酵

母菌

约6~12月 简便
石蜡油封藏法* 低温(4℃),阻氧 各大类** 约1~2年 简便
甘油悬液保藏法 低温(-70℃),保护剂

(15%~50%甘油)

细菌,酵

母菌

约10年 较简便
砂土保藏法 干燥,无营养 产孢子的

微生物

约1~10年 简便有效
冷冻干燥保藏法 干燥,低温,无氧,有保护剂 各大类 >5~15年 繁而高效
液氮保藏法 超低温(-196℃),有保护剂 各大类 >15年 繁而高效

*用斜面或半固体穿刺培养物均可,一般置4℃下。

**对石油发酵微生物不适宜。

在国际上最有代表性的美国ATCC中,近年来仅选择两种最有效的方法 保藏所有菌种,这就是冷冻干燥保藏法和液氮保藏法。两者结合可达到既可 最大限度减少不必要的传代次数,又不影响随时分发给全球用户,效果甚佳。 我国CCCCM(China Committee for Culture Collection of Microorganisms)的规模目前 为亚洲第一(有1.4万余株各种微生物),现采用3种保藏法(斜面传代法、冷 冻干燥保藏法和液氮保藏法)进行保藏。

*凡采用休眠态的微生物保藏时,不管用其中的何种方法,均可作常温保藏,也可 用低温保藏(如12,4,0,-20,-75,-196℃等)。一般温度越低则保藏效果越好。如果 同时采用避光保存,则效果更佳。

**在湿法保藏中,如采用覆盖一层无菌石蜡油,或试管口用橡皮塞密封等方法 来隔绝氧气,或彻底驱除氧气,则效果更好。

***用黑体字表示的方法,为最常用的保藏法。