黑龙江省微生物菌种保藏中心的现状及展望

2015-03-27 06:18于丽萍王玉霞甄涛赵晓宇于德水
黑龙江科学 2015年13期
关键词:菌种酵母黑龙江省

于丽萍,王玉霞,甄涛,赵晓宇,于德水

(1.黑龙江省科学院微生物研究所,哈尔滨150010;2.黑龙江省科学院高技术研究院,哈尔滨150020)

黑龙江省微生物菌种保藏中心的现状及展望

于丽萍1,2,王玉霞1,2,甄涛1,赵晓宇1,2,于德水1,2

(1.黑龙江省科学院微生物研究所,哈尔滨150010;2.黑龙江省科学院高技术研究院,哈尔滨150020)

阐述了黑龙江省微生物菌种保藏中心现状和工作内容,并对如何做好中心工作进行了深入探讨和展望。

微生物;菌种;现状;保藏

1 黑龙江省微生物菌种保藏中心的现状

微生物是一种重要的生物资源和特殊的生产工具,微生物菌种保藏则是充分利用这种资源为社会创造财富,为企业实现利润的关键,有效的保藏技术和手段可以防止生产菌种在长期保藏过程中原有优良性能发生变异和生产实验性能出现衰退,微生物学的研究在现代生物学中占有重要地位。

黑龙江省微生物菌种保藏中心致力于微生物资源的保护、共享和持续利用,围绕生命科学研究、生物技术创新和产业发展等需求,探索、发现、收集国内外的微生物资源,妥善长期保存管理,中心的依托单位是黑龙江省科学院微生物所。黑龙江省科学院微生物所1959年建所,是省内最早从事微生物学领域综合研究的科研单位。微生物菌种保藏中心成立于1971年,是省内唯一的微生物菌种专业保藏中心,曾对全省农业、工业和医疗系统应用微生物菌种进行系统的调查、收集、鉴定和研究。1984年又依托该菌保中心成立了黑龙江省食用菌菌种保藏中心,中心收集保存了大量的成果鉴定菌株和其他各类微生物菌种,这些微生物菌种是我省主要的微生物种质资源,在生物、医药、食用菌、环保、农业植保、禽畜牧业、土壤肥料等行业都有十分广泛的应用。

黑龙江省微生物菌种保藏中心成立30多年来,为我省微生物资源的保护、管理和开发作出了重要贡献,菌保中心现已加入全球微生物资源目录国际计划并完成网站注册,有力地推动了我省农业、医药、食用菌与发酵、环保等行业应用微生物技术的发展。菌种保藏中心目前保藏有五大类共150多个属3 000余种菌株,包括细菌1 500余株,酵母菌270余株,丝状真菌450余株,担子菌1 000余株。按照微生物学分类基本分为:细菌、放线菌、酵母菌、小型丝状真菌、担子菌;按照对人类的益害分为:有益菌、有害菌(病原菌)和中性菌;按生理生化性质分:中温菌、高温菌、低温菌;按照耐受极端条件分为:嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌等。微生物菌种保藏中心除依据常规的分五大类菌种特性分别保藏外,尤其是把有益菌和有害菌(病原菌)分开保存。菌种保藏中心还与俄罗斯、白俄罗斯、加拿大、中科院微生物所等国家和科研单位建立有广泛的联系与合作。

2 黑龙江省微生物菌种保藏中心的职责任务

中心以工业、农业、医药、环保和食用菌微生物菌种资源为基础,开展农业、工业、医药、环保和食用菌微生物菌种的收集、保藏、提供、分离与鉴定等五个方面的工作。

2.1 微生物菌种的收集、选育、复壮

通过购买、交流、自主分离选育等多种途径,广泛收集各类微生物菌株。通常对所有获得的微生物菌种,无论有益菌还是有害菌,均予以保藏,这样可以确保收集到的微生物品种多样化,保证微生物资源不流失。针对不同的菌种特性,进行分类保藏,并定期测试、复壮、活化,确保菌种的活力。

2.2 微生物菌种保藏技术

根据各类菌种的特性采用不同的保藏技术和条件,保藏方法主要包括:斜面保藏(酵母和丝状真菌),保存期3~6个月,简单方便,有效;矿物油斜面保藏,保存期3~5年,有利于保持菌落形态及色泽;冷冻干燥管保藏,冷冻真空干燥法是微生物菌种保藏的主要方法,保存期10~30年,便于贮存和运输;液氮保藏法又名液氮超低温保藏法,是一种高效的菌种保藏方法,保藏期长(15年以上),且适合保藏各类微生物,尤其适宜于保存难以用冷冻干燥保藏法保藏的微生物,如支原体、衣原体、不产孢子的真菌、微藻和原生动物等。

2.3 提供各类微生物菌种

根据用户和研究机构的要求,提供农业及相关行业生产常用菌种和病原菌指示菌株,包括肥料、生物农药、饲料等;提供食品和酿造工业生产常用菌种,包括酿酒、酸奶、酱油、醋、有机酸、酶制剂等;提供食用菌生产常用和高产菌种,包括经济和药用真菌;提供医药生产企业常用的生产实验菌种和病原菌标准株;为生产单位转让高水平的各类生产菌种,如医药、生物肥料、生物农药、酿酒、发酵饲料、食用菌等。

2.4 微生物菌种的分离纯化与鉴定

中心拥有完备的菌种鉴定、分离、培养设施,拥有先进的菌种鉴定与分析鉴定技术体系。

2.5 微生物技术咨询

提供微生物相关技术咨询与服务,包括生产菌种的鉴定控制、特性测定与生产能力提高;菌种的最佳使用方法、出现问题与解决方法;微生物实验室用品、仪器设备与管理;微生物实验过程GLP(良好实验室操作规范);微生物产品的开发与应用;等等。

3 黑龙江省微生物菌种保藏中心的建设

3.1 仪器设备更新

加强硬件条件建设,对一些老化和陈旧设备进行更新换代,添置更换了低温程控降温系统、超低温冰箱、液氮冷冻系统,提高菌种保藏技术水平和保藏质量。实验仪器设备有荧光显微镜、台式高速离心机、超速离心机、生物安全柜、5L发酵罐、20L自控发酵罐、AKT Apurifier 10蛋白纯化系统、高压液相色谱仪、紫外可见分光光度计、MILLPORE超滤系统、BIOFOSUN微生物鉴定药敏分析系统、OLYMPUS万用显微镜、厌氧培养系统、梯度凝胶电泳仪、蛋白质双向电泳系统、小型冷冻干燥机等。

3.2 延伸服务外延,开展微生物菌种管理和技术培训

根据企业和用户的需要,举办培训班或接受专业人员培训,包括:微生物菌种的保藏管理;微生物菌种的培养、保藏方法与技术;微生物技术实用操作技能;等等。

3.3 建立普通微生生物菌种库和专业微生物菌种库

普通微生生物菌种库:包括了常见常用菌种以及一系列的生产用菌。浅黄假单孢菌、枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、大肠杆菌酵母菌、圆褐固氮菌、荧光假单胞菌、放射性土壤杆菌、产酸克雷伯氏菌、大豆根瘤菌、豌豆根瘤菌、乳酸片球菌、嗜热链球菌、不动杆菌、角斑病菌、烟草野火病菌、黏质沙雷氏菌、解淀粉芽孢杆菌、巴氏醋杆菌、短乳杆菌、植物乳杆菌、克鲁斯假斯酵母、热带假丝酵母、产朊假丝酵母、白地霉、异常汉逊酵母、黏红酵母、酿酒酵母、球拟酵母、鲁氏接合酵母、泡盛曲霉、亮白酵母、炭黑曲霉、黑曲霉、米曲霉、宇佐美曲霉、五通桥毛霉根霉、绿色木霉溶壁微球菌、异常汉逊酵母异常变种、红曲霉、己酸菌、光合细菌。由省菌保中心分离6个黑木耳菌种获得国家认证:黑耳1号(8808)、黑耳2号(29)、黑981、黑耳4号(931)、黑耳5号(Au86)、黑耳6号(黑微9),专利品种黑威15号、黑威16号;中心共保藏黑(5L806)(916)、(951)、(953)、(Au31)、(Au1501)、(D-2)、(931)、(逊4)、(青龙28)、(888)等黑木耳菌株300余株、辽宁双孢蘑菇、姬松茸、密环菌、茶新菇、毛木耳、亚黑管、长根菇、毛头鬼伞、冬虫夏草、蛹虫草、金针菇、灵芝、猴头、大木耳、亚侧耳、香菇、羊肚菌、加那利奥得曼丝菌、黄伞、滑菇、疣柄牛肝菌、鲍鱼菇、杏鲍菇、翘鳞环锈伞、平菇、美味侧耳、松木层孔菌、稀木层孔菌、厚黑层孔菌、北方俊袁孔菌、粗毛纤孔菌、厚白盘革菌、桦滴孔菌、桦革裥菌、云芝、灰树花、(L)Fr杂色云芝、茯苓、裂蹄木层孔菌等近2 000株。

专业微生物菌种库:基因工程菌的保藏、绿色荧光基因、膀胱癌单抗纳豆激酶工程菌、NK表达、膀胱癌重链可变区基因、膀胱癌轻链可变区基因、白介素等基因片段保藏、专利菌株保藏等。依托研究所国家绿脓假单胞菌专业实验室(成立于1979年,隶属中国医学细菌保藏管理中心),承担绿脓假单胞菌种的收集、鉴定、保藏工作,中心现保藏临床绿脓假单胞菌株1 000余株。开展绿脓杆菌生物制剂方面的研发,进行绿脓杆菌内毒素蛋白疫苗的研制,加快疫苗成果转化进程,或与院所合作联合研制基因工程疫苗。欧盟大豆根瘤菌亚洲分中心设在菌种保藏中心内,现保藏有各类大豆根瘤菌280余株。

4 菌种保藏发展趋势

随着现代生物技术和分子生物学的发展,微生物学的应用广度和深度日益提高,通过先进的技术手段,微生物菌种的质量、数量都有大幅度提高,给微生物菌种保藏中心工作提出更高的要求。主要有以下几方面新趋势:

第一,由多种简易保藏手段并行向专业化、现代化高技术手段保藏发展,保藏手段逐渐专一化、自动化。以往,由于设备条件、人员技术等原因,一般采用低温明胶片法、真空冷冻干燥法、矿油法、蒸馏水法、沙土法、硅胶法、麸皮法、滤纸法等多种方法相结合,确保存活率。尽管如此,保藏效果仍不十分理想,长期保藏后,时有菌种退化的情况发生。而目前,国内外技术较先进的科研机构主要采用液氮超低温冻结保藏技术,微生物菌种在-130℃或更低温度能无限期保存下去,无变异。

第二,保藏的设备由简易、低成本向大型、专业化发展。以往,菌种保藏要求的设备较低,多为手工操作,每年至少1~2次转接,耗人工多。液氮设备自动化程度高,一次性保存,不用转接,省工,保藏效果好。

第三,随着现代生物技术的发展,对菌种保藏提出了更高的要求,不仅要经过长期保藏,而且要求对微生物菌种保藏全过程实施监控,及时掌握菌种的生理生化变化,使保藏技术和设备更加系统化、专业化。

第四,从保藏到研发,菌保中心围绕食用菌、医用条件致病菌、工业微生物、农业微生物菌种资源挖掘与利用展开研究,让菌种库更多沉睡的菌种能够早日为社会服务。

5 结语

生物学领域的科技成果的关键技术之一是菌种,保证菌种的优良性状对成果的延续性研发十分重要。微生物菌种保藏是微生物学科研和工作人员不可忽视的工作。生物保藏技术已经成为现代生物技术科研和产业的重要部分和可持续发展的有力保障。微生物菌种和其他生物材料的保藏正日益成为微生物学一门重要分支学科,加强我省微生物遗传资源的收集、微生物多样性的保护,为我省生命科学研究和生物技术产业研发提供必需的生物资源。

[1]孙炜.微生物实验室菌种的保管与保存[J].医学理论与实践,2002,15(10):1231-1232.

[2]李钟庆.微生物菌种保藏技术[M].北京:科学出版社,1989.

[3]许丽娟,刘红,魏小武.微生物菌种的保藏方法[J].现代农业科技,2008,(16):99-101.

[4]吕线红,郭利美.工业微生物菌种的保藏方法[J].山东轻工业学院学报,2007,21(1):52-55.

[5]张晖,黄萍.微生物实验室菌种使用保存与管理方法研究[J].公共卫生与预防医学,2008,19(4):98-100.

Current Situation and Prospects of Heilongjiang Culture Collection Center

YU Li-ping1,2,WANG Yu-xia1,2,ZHEN Tao1,2,ZHAO Xiao-yu1,2,YU De-shui1,2
(1.Institute of Microbiology of Heilongjiang Academy of Sciences,Harbin 150010,China;
2.Institute of Advanced Technology of Heilongjiang Academy of Sciences,Harbin 150020,China)

The current situation and duties of Heilongjiang culture collection center has been elaborated and the issues about how to improve the work has been discussed and prospected.

Microbiology;Culture;Current situation;Preserve

R37

A

1674-8646(2015)09-0017-03

2015-07-15

于丽萍(1962-),女,吉林德惠人,学士,高级工程师,从事科研管理工作。

于德水(1969-),男,黑龙江密山人,硕士,研究员,从事微生物学研究与应用、科研管理工作。

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