关键词:菌种 菌种退化 菌种污染 遗传物质变异 性状 能力 外观 微生物污染 代谢速度 异味 培养条件 菌种管理 无菌操作
目前,微生物技术在医药、食品、科研等领域都得到了广泛的应用,菌种退化和污染在微生物学领域是两个不同的概念,它们之间存在明显的区别。在生产用菌或其他微生物的培育过程中,区分菌种退化和菌种污染对生产质量和产量、科研进程有着直接的影响。因此当发现菌种退化或污染时,应及时采取措施,避免影响扩大化。
一、菌种退化
菌种退化是指菌种在传代培养过程中,由于遗传物质发生变异,导致生产性能下降、优良性状减退或消失的现象。菌种退化可能导致菌种对外界不良环境的适应能力下降,造成菌种死亡。
1.生物学特性变化
菌种退化主要表现为生产性能下降,如生长速度变慢、菌落形态改变、产孢子能力减弱等。在传代培养过程中优良性状可能丢失,原有典型的性状变得不典型,如颜色、形态、生理特性等方面发生变化。
2.产量与质量下降
菌种退化后,其代谢产物生产能力会下降,如抗生素发酵单位减少等。在微生物培养中,可能表现为品质下降,如细胞畸形、形态不佳等,影响正常的生产或实验进程。
3.遗传物质变异
菌种退化的实质是基因发生了可遗传的变异,这些变异可能是自发突变或诱变导致的。在菌种的生长繁殖过程中,由于部分个体发生突变,随着传代次数的增多突变菌株数量也会随之增加,通常是一个量变到质变的渐变过程。
图示为退化的细胞
二、菌种污染
菌种污染是指在菌种培养过程中,由于操作不当或环境清洁不到位等原因,导致其他微生物混入菌种培养体系中影响菌种正常生长的现象。
1.外观变化
菌种被污染后,其外观可能会发生明显变化,如菌落颜色、形态出现异常,或在培养过程中培养基出现杂色斑点、菌丝稀疏等现象。
2.生长速度异常
污染菌的代谢速度可能与原菌种不同,导致污染菌与原菌种争夺培养基中的营养成分,污染菌的生长速度超过原菌种,从而使培养基上出现菌落分布不均或生长出新的菌落类型的现象。菌种被污染后,接种到培养基上可能不萌发或菌丝生长缓慢,甚至被其他杂菌菌丝覆盖。
3.微生物检测
通过显微镜观察或微生物学检测手段(如PCR、基因测序等),可以确定污染菌的种类和数量。
4.特定症状
某些污染菌可能会产生代谢产物或毒素,导致培养基变色、产生异味等。当培养基有异味或颜色发生变化时应及时处理,避免污染其他正常培养基。
图示为被污染的细胞
三、综合判断
在实际生产中,应综合考虑生物学特性变化、产量与质量情况、外观变化、生长速度和微生物检测等多方面因素来区分菌种退化和菌种污染。如果发现菌种出现异常现象,应及时采取措施进行排查和处理,以避免对生产或科研造成更大的损失。
四、预防与应对措施
为预防菌种退化和污染,应严格控制培养条件,如温度、湿度、光照等,同时避免菌种过度传代和机械损伤,以防菌种基因发生突变;加强菌种保藏管理,采用适当的保藏方法和条件(如低温保存),确保菌种的稳定性和纯度;确保无菌操作及工作环境的洁净度,防止微生物污染菌种。一旦发现菌种退化或被污染,应及时采取纯种分离、生产性状测定、培养基灭菌等补救措施,重新选择优良性状的菌种或淘汰污染菌株,保证正常的生产或科研进程。
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