分泌抗生素的海洋微生物微生物菌种的选育

细履平沙

分泌抗生素的海洋微生物微生物菌种的选育  

实验目的：提高同学们对于工业微生物的理论理解及实际动手能力，并且锻炼同学们文献查阅、实验设计及解决实际问题的综合能力。
实验体系：从自然界中（土壤或海水中）筛选可以抗大肠杆菌、抗真菌或杀虫的菌株（或提供一株生产菌株，如阿维链霉菌），同学们自己查阅文献，设计实验进行诱变，发酵条件优化，提取。
需要同学解决的关键问题：
1、 筛选标记的选择，如产抗大肠杆菌、抗金黄色葡萄球菌、抗真菌或杀虫抗生素的筛选方法；对于特定抗生素来说，确定其高产菌株的遗传标记。
2、 高效诱变方法的选择。
3、 发酵条件优化的方法。如营养成份对于产物的影响及理论分析，应用一些新型的统计学方法。
4、 抗生素提取、纯化工艺的选择和优化。
举例说明：从海水中筛选产抗真菌抗生素的微生物
具体步骤：
1、 查找文献确定从海水中分离新的产抗生素的菌株的优势：即海洋是一个特殊的环境，在海洋中生长的微生物必然具有特异的生理生化功能，而从陆地上筛选新抗生素的可能性越来越小，所以我们从海洋中筛选新的抗生物质。
2、 了解海洋微生物的特性及其特异的培养基。例如：考虑海洋中微生物的生长环境，分离海洋中的放线菌可以采用两种培养基：SC培养基（可溶性淀粉10g，酪蛋白1g，人造海水500ml, 蒸馏水500ml，琼脂1.7％，pH7.4） 和Z培养基（蛋白胨5g, 磷酸铁0.1g, 酵母膏1g, 人造海水1000ml, 琼脂1.7％， pH7.6）。另外，还应该了解从海洋中分离中放线菌的情况基本为：在海深100m以内分离出主要为放线菌，从100m至1000m 以内分离得到的主要为小单孢菌。
3、 查找抗生素的专业书籍，了解抗真菌抗生素的基本特征，初步分析归纳产抗生菌抗生素的生产菌的基本营养条件，建立初步筛选模型。
4、 建立如试验菌直接筛选的方法：如选用白色假丝酵母、啤酒酵母、黑曲霉、黑根霉、须发癣霉、皮炎芽生菌等做为试验菌，可以直接筛选得到抗真菌抗生素的分泌菌株。有条件的实验室也可以筛选能够分泌抑制真菌细胞壁多糖合成酶抗生素的菌株，但所需实验的条件和成本较高，这里不做介绍。
5、 稳定传代后。
6、 了解各种诱变方法的原理及优缺点，确定一定的诱变条件。
7、 综合分析，了解抗生素高产菌株的一些特性，在原有筛选方法的基础上，确定一些菌种诱变后的初筛筛选标记。
8、 进行稳定传代后，通过观察和简单的理化分析初步确定抗生素生产菌株，如果经有关专家分析后确认有进一步分析的必要，则进一步进行分析，也许可能发现一个新菌。
9、 学习了解一些发酵条件优化的方法，如正交实验，SAS等，具体方法可见相关专业书籍。
10、 进行摇瓶实验后，进一步放大培养，在5L发酵罐中进行发酵。
11、 尝试性的做一些抗生素的提取、纯化及结晶的工作。
12、 如有一定的条件或其它研究经费的支持，可以进一步开展工作，通过质谱、红外、核磁等方法确定该抗生素的结构。
参考文献：
吴剑波主编，微生物制药，2002年，化学工业出版社。
张致平主编，微生物药物学，2002年，化学工业出版社。
杜连祥等编，工业微生物学实验技术，1992年，天津科学技术出版社。