菌株分离(separation)就是将一个混杂着各种微生物的样品通过分离技术区分开,并按照实际要求和菌株的特性采取迅速、准确、有效的方法对他们进行分离、筛选,进而得到所需微生物的过程.菌株分离、筛选(screening)虽为两个环节,但却不能绝然分开,因为分离中的一些措施本身就具有筛选作用.工业微生物产生菌的筛选一般包括两大部分:一是从自然界分离所需要的菌株,二是把分离到的野生型菌株进一步纯化并进行代谢产物鉴别.?{cF'RB.
在实验工作中,为使筛选达到事半功倍的效果,总的说来可从以下几个途径进行收集和筛选:4jisW}%L3
(1)向菌种保藏机构索取有关的菌株,从中筛选所需菌株.^x155u}x13x1bx11x10
(2)由自然界采集样品,如土壤、水、动植物体等,从中进行分离筛选.O|%>x07放线菌(107)>霉菌(106)>酵母菌(105)>藻类(104)>原生动物(103),其中放线菌和霉菌指其孢子数.但各种微生物由于生理特性不同,在土壤中的分布也随着地理条件、养分、水分、土质、季节而有很大的变化.因此,在分离菌株前要根据分离筛选的目的,到相应的环境和地区去采集样品.M*8Ef^-U`t
(一)根据土壤特点8_8R$=x1aV
1.土壤有机质含量和通气状况&'c1"%*%8>
一般耕作土、菜园土和近郊土壤中有机质含量丰富,营养充足,且土壤成团粒结构,通气饱水性能好,因而,微生物生长旺盛,数量多,尤其适合于细菌、放线菌生长.山坡上的森林土,植被厚,枯枝落叶多,有机质丰富,且阴暗潮湿,适合霉菌、酵母菌生长繁殖,微生物数量相应也比较少.VCx08Ngx15`6!x
从土层的纵剖面看,1~5cm的表层土由于阳光照射,蒸发量大,水分少,且有紫外线的杀菌作用,因而微生物数量比5~25cm土层少;25cm以下土层则因土质紧密,空气量不足,养分与水分缺乏,含菌量也逐步减少.因此,采土样最好的土层是5~25cm.一般每克土中含菌数约几十万到几十亿个,并且各种类型的细菌和放线菌几乎都能分离到.如好气芽孢杆菌、假单胞菌、短杆菌、大肠杆菌、某些嫌气菌等.但总的说来酵母菌分布土层最浅,约5~10cm,霉菌和好氧芽孢杆菌也分布在浅土层.@GAx17;~x.b
2.土壤酸碱度和植被状况-fTx18]}Tx146=
土壤酸碱度会影响微生物种类的分布.偏碱的土壤(pH7.0~7.5)环境,适合于细菌、放线菌生长.反之在偏酸的土壤(pH7.0以下)环境下,霉菌、酵母菌生长旺盛.由于植物根部的分泌物有所不同,因此,植被对微生物分布也有一定的影响.如番茄地或腐烂番茄堆积处有较多维生素C生产菌.葡萄或其他果树在果实成熟时,其根部附近土壤中酵母菌数量增多.豆科植物的植被下,根瘤菌数量比其他植被下占优势.mx11:x15)v>vu
3.地理条件bh3}[O,LA
南方土壤比北方土壤中的微生物数量和种类都要多,特别是热带和亚热带地区的土壤.许多工业微生物菌种,如抗生素产生菌,尤其是霉菌、酵母菌,大多从南方土壤中筛选出来.原因是南方温度高,温暖季节长,雨水多,相对湿度高,植物种类多,植被覆盖面大,土壤有机质丰富,造成得天独厚的微生物生长环境.+0;6x01.PKx03x04
4.季节条件75jq+O_:x1e
不同季节微生物数量有明显的变化,冬季温度低,气候干燥,微生物生长缓慢,数量最少.到了春天随着气温的升高,微生物生长旺盛,数量逐渐增加.但就南方来说,春季往往雨水多,土壤含水量高,通气不良,即使有微生物所需的温度、湿度,也不利于其生长繁殖.随后经过夏季到秋季,约有7~10个月处在较高的温度和丰富的植被下,土壤中微生物数量比任何时候都多,因此,秋季采土样最为理想.x08/3Lx061Ux07n*
(二)采样方法zx01Vd2kuI&?
用取样铲,将表层5cm左右的浮土除去,取5~25处的土样10~25,装入事先准备好的塑料袋内扎好.北方土壤干燥,可在10~30处取样.给塑料袋编号并记录地点、土壤质地、植被名称、时间及其他环境条件.一般样品取回后应马上分离,以免微生物死亡.但有时样品较多,或到外地取样,路途遥远,难以做到及时分离,则可事先用选择性培养基做好试管斜面,随身带走.到一处将取好的土样混匀,取3~4撒到试管斜面上,这样可避免菌株因不能及时分离而死亡.&Op,?x1c
二.根据微生物生理特点采样wx1cbyY?x1ex1ftH
1.根据微生物营养类型%r=uS.+hrF
每种微生物对碳氮源的需求不一样,分布也有差异.研究表明,微生物的营养需求和代谢类型与其生长环境有着很大的相关性.如森林土有相当多枯枝落叶和腐烂的木头等,富含纤维素,适合利用纤维素作碳源的纤维素酶产生菌生长;在肉类加工厂附近和饭店排水沟的污水、污泥中,由于有大量腐肉、豆类、脂肪类存在,因而,在此处采样能分离到蛋白酶和脂肪酶的产生菌;在面粉加工厂、糕点厂、酒厂及淀粉加工厂等场所,容易分离到产生蛋白酶、糖化酶的菌株.若要筛选以糖质为原料的酵母菌,通常到蜂蜜、蜜饯、甜果及含糖浓度高的植物汁液中采样.在筛选果胶酶产生菌时,由于柑橘、草莓及山芋等果蔬中含有较多的果胶,因此,从上述样品的腐烂部分及果园土中采样较好.若需要筛选代谢合成某种化合物的微生物,从大量使用、生产或处理这种化合物的工厂附近采集样品,容易得到满意的结果.在油田附近的土壤中就容易筛选到利用碳氢化合物为碳源的菌株.Hartman等人曾从乙烯氯化物的工厂附近分离到一株以乙烯氯化物为碳源和能源的分枝杆菌.含1%乙烯氯化物的空气通过该菌培养可除去93%的毒性.也有人从含油污泥中筛选出能以20#机械润滑油为惟一碳源的3株石油降解菌菌株,分别为动胶菌属(Zoogloeasp.)、氮单胞菌属(Azomonassp.)和假单胞菌属(Pseudomonassp.).当然,也可将一种需要降解的物质作为样品中微生物的惟一碳源或氮源进行富集,然后分离筛选.x1fXx14x0e2}i5{
此外,不少微生物对碳源的利用是不完全专一的,如以油脂为碳源的某些脂肪酶产生菌同样也可以分解淀粉或其他糖类物质获得能源而生长.以石油等碳氢化合物为碳源的油田微生物,也可以利用一些糖类为碳源.具有以上特性的微生物在一般土壤、水、及其他样品中也会存在.不过数量较少.x15Exx0eM.T
2.根据微生物的生理特性w-Cx11~Ik
在筛选一些具有特殊性质的微生物时,需根据该微生物独特的生理特性到相应的地点采样.如筛选高温酶产生菌时,通常到温度较高的南方,或温泉、火山爆发处及北方的堆肥中采集样品;分离低温酶产生菌时可到寒冷的地方,如南北极地区、冰窖、深海中采样;分离耐压菌则通常到海洋底部采样.因为深海中生活的微生物能耐很高的静水压,如从海中筛到一株水活微球菌(Micr