科研干货 | 真菌保藏方法

文摘   2024-11-09 09:30   湖南  
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在自然界中,真菌以其独特的生物特性和广泛的应用价值,成为了生物多样性中不可或缺的一部分。从美味的食用菌到致命的毒菌,从医药领域的青霉素到食品工业中的发酵剂,真菌在人类生活中扮演着多重角色。然而,随着环境的变迁和人类活动的增加,许多真菌种类面临着生存的威胁。为了保护这些珍贵的生物资源,真菌的保藏工作显得尤为重要。本文将探讨真菌保藏的重要性、方法以及在现代生物技术中的应用,旨在提高公众对真菌保藏的认识,并促进这一领域的科学研究和实践。

真菌保藏不仅是生物多样性保护的一部分,也是科学研究和产业发展的基础。通过有效的保藏方法,我们可以确保真菌资源的可持续利用,为未来的研究和应用提供保障。在这篇文章中,我们将深入了解真菌保藏的科学原理,探讨不同的保藏技术,以及它们如何帮助我们更好地理解和利用这些微小而强大的生命体。让我们一起揭开真菌保藏的神秘面纱,探索这一领域的最新进展和挑战。

真菌保藏是一项重要的生物技术,它涉及到将真菌菌种在一定条件下保存,以保持其活性和遗传稳定性。以下是几种常见的真菌保藏方法及其特点:

  • 液体石蜡保藏法:这是一种变相的传代培养方法,通过在斜面培养物和穿刺培养物上面覆盖灭菌的液体石蜡,保持水分并阻止氧气进入,以减弱代谢作用。这种方法简便易行,但长期保存存活率低,占用空间大,易污染,且液体石蜡易燃。
  • 真空冷冻干燥保藏法:这种方法的原理是菌体冷冻后在减压下利用升华现象除去水分,使细胞的生理活动停止;去除氧气后密封,达到长期维持生命状态的目的。适用于大多数产孢子真菌,但设备和操作都比较复杂。
  • 液氮超低温冻结保藏法:将菌种悬液在控制速度冻结后,贮藏在液氮超低温储藏罐中。该方法操作简单,但需要具备液氮存储设备,并持续供应液氮。适用于大多数真菌种类,可以保证性状不变异。
  • 定期移植法:这是一种简单经济的方法,通过每隔一段时间将菌种重新移植、培养一次,以保持菌种的活性。但这种方法易变异、易退化,操作繁琐、费时。
  • 冷冻干燥法:通过冷冻干燥技术,将菌种在低温下干燥,然后密封保存,可以长期保藏,不易污染,存活率高,便于运输。但操作复杂,不适用于部分种类微生物。
  • 土壤中保存:将菌种与土壤混合后进行干燥保存,适用于需要特定环境的菌种。
  • 干燥保存:通过干燥剂如硅胶等,将菌种吸附后进行干燥保存。
  • 灭菌蒸馏水中保存:将菌种悬浮于灭菌的蒸馏水中,然后密封保存。

每种保藏方法都有其适用的场景和优缺点,选择合适的保藏方法需要根据菌种的特性和保藏目的来决定。例如,对于需要长期保存且不易变异的菌种,液氮超低温冻结保藏法可能是最佳选择。而对于需要频繁使用且易于操作的菌种,定期移植法则更为合适。在实际操作中,还需要考虑保藏设备的成本和操作的复杂性。

液体石蜡保藏法

液体石蜡保藏法是一种变相的传代培养方法,能够延长真菌的保藏时间。通过在斜面培养物或穿刺培养物上覆盖灭菌的液体石蜡,这种方法不仅可以保持适当的水分,还可以阻止氧气的进入,从而减弱真菌的代谢作用。

操作步骤如下:首先将液体石蜡经过灭菌处理后,在40℃温箱中蒸发水汽备用;然后将需要保藏的真菌菌种在适宜的培养基上培养,培育出健壮的菌体;接着用灭菌吸管将灭菌的液体石蜡注入已长好菌的培养基上,使菌种与空气隔绝,并确保液面高出培养基顶端1cm;最后将试管直立,放置在低温或室温下保存(4-15℃)。

液体石蜡保藏法的优缺点有:长期保存存活率较低;占用空间较大;容易受到污染;液体石蜡易燃。尽管存在这些缺点,但液体石蜡保藏法仍然是一种有效的方法,能够帮助延长真菌的保藏时间并降低代谢作用的发生。

操作步骤:

  • 液体石蜡的准备:选用优质化学纯液体石蜡,分装于三角烧瓶内,塞上棉塞,并用牛皮纸包扎。液体石蜡可以通过121℃湿热灭菌30分钟,然后放在40℃恒温箱中蒸发水分,或者在160℃干热灭菌2个小时,冷却后经无菌检查备用。 
  • 斜面培养物的制备:将需要保藏的菌种在最适宜的斜面培养基中培养,使得得到健壮的菌体或孢子。 
  • 灌注石蜡:在无菌条件下,用灭菌的吸管吸取已灭菌的液体石蜡,注入已长好菌的斜面上,用量以高出斜面顶端1cm为准,使菌种与空气隔绝。 
  • 保藏:将试管直立,置低温(4~6℃)干燥处保存,保藏时间可达2~10年。保藏期间应定期检查,如培养基露出液面,应及时补充无菌的液体石蜡。 
  • 恢复培养:恢复培养时,挑取少量菌体转接在适宜的新鲜培养基上,生长繁殖后,再重新转接一次。

优点:

  • 制作简单,不需要特殊设备。
  • 菌种可以保存1年左右不需要经常移种。
  • 存活率高,故科研和生产上对经常使用的菌种大多采用这种保藏方法 。

缺点:

  • 菌株仍有一定程度的代谢活动能力,保藏期相对较短。
  • 传代次数多,菌种较容易发生变异和被污染。
  • 保存的时候需要直立放置,占用空间较大。
  • 对厌氧性细菌的保藏效果较差,尤其不适用于某些能分解烃类的菌种 。

液体石蜡保藏法适合实验室短期菌株的保存,而且保存时需要一定的空间。对于需要长期保存的菌种,可能需要考虑其他更为长期的方法,如液氮超低温冻结保藏法或冷冻干燥保藏法。

真空冷冻干燥保藏法

空冷冻干燥保藏法是一种常用于真菌保藏的高效方法,通过将菌体冷冻后在减压下利用升华现象除去水分,从而停止细胞的生理活动,并去除氧气后密封,以达到长期维持生命状态的目的。这一方法被认为是真菌保藏方法中最有效的之一,适用于大多数产孢子真菌。

操作步骤包括以下几个关键步骤:首先,准备安瓿管,经过严格的灭菌处理;然后准备10%脱脂牛奶溶液并培养过夜,作为菌体保护剂;接着准备菌种,确保其纯度和健壮度;制备菌悬液并分装入安瓿管;随后进行冻结和干燥过程;最后进行封口处理,并保存于冰箱或室温暗处。

真空冷冻干燥保藏法的优缺点有:可以实现长期保藏,不易受到污染,存活率高,便于运输;但不适用于部分种类微生物,且操作相对复杂。尽管如此,真空冷冻干燥保藏法仍然是一种高效可靠的方法,可以帮助保持真菌的生物活性,适用于许多研究和实验需求。

液氮超低温冻结保藏法

液氮超低温冻结保藏法是一种常用于真菌保藏的有效方法,通过将菌种悬液在控制速度冻结后贮藏在液氮超低温储藏罐中,可以保证真菌的性状不变异。这一方法操作简单,但要求具备液氮存储设备,并需持续供应液氮,适用于大多数真菌种类(包括产孢和不产孢真菌)。

操作步骤包括以下几个关键步骤:首先,准备保护剂,如10%甘油溶液或10%二甲亚砜溶液;然后将菌种与保护剂混合后,转移至-80℃冰箱或液氮中储存;最后,在需要恢复培养时,将冻存管迅速解冻并将菌体移入适宜的培养基上培养。

液氮超低温冻结保藏法的优缺点包括:适用范围广泛,方法简便,且菌种不易退化;但设备和管理费用较高,取用不太便利。尽管如此,液氮超低温冻结保藏法仍然是一种高效可靠的保藏方法,能够帮助长期保存真菌并保持其生物特性的稳定性。

斜面低温保藏法

斜面低温保藏法是一种简单经济的真菌保藏方法,操作步骤包括将菌种接种在固体斜面培养基上,待菌充分生长后,将其移至2—8℃的冰箱中进行保存。这种方法不需特殊设备,随时取用,具有一定的便利性。

然而,斜面低温保藏法也存在一些缺点,例如容易导致变异和退化,维护过程较为繁琐费时。尽管操作简单,但保藏期间需要定期监测和维护,以确保真菌的存活和生物特性的稳定性。

总的来说,斜面低温保藏法是一种适用于简单场景下的真菌保藏方法,虽然存在一些缺点,但对于一些常用菌种的保藏来说,仍然是一个有效的选择。必须注意维护细节,以确保真菌在低温条件下得以有效存储。

操作步骤:

  • 制备斜面:首先,将待保藏的菌种接种在适宜的固体斜面培养基上,如肉膏蛋白胨斜面培养基。培养基需要在恒温培养箱中培养两天,以检验是否有污染。
  • 接种:确保菌种无污染后,进行转接。可以使用平板转接斜面或斜面转接斜面的方法。
  • 密封试管:待菌充分生长后,用灭菌的吸管吸取灭菌的液体石蜡,注入已长好菌的斜面上,用量以高出斜面顶端1cm为准,使菌种与空气隔绝。
  • 低温保存:将密封好的试管直立,置于2—8℃的冰箱中保藏。保藏时间依微生物的种类而有不同,一般细菌每月移种一次,酵母菌两个月,霉菌、放线菌及有芽孢的细菌保存2—4个月。

优点:

  • 操作简便,不需要特殊设备。
  • 成本低廉,易于观察菌种状态。
  • 复苏方便,可以随时对微生物的状态进行观察。

缺点:
  • 保藏时间较短,需要经常传代处理。
  • 因连续传代而容易引入基因突变或者杂菌。
  • 培养基的理化性质及微生物代谢产物可能导致微生物性状发生改变。

其他方法

除了斜面低温保藏法之外,还有多种其他真菌保藏方法可供选择,如蒸馏水保藏法、沙子保藏法、硅胶保藏法等。这些方法各具特点,适用于不同的真菌种类和实验室条件。选择合适的保藏方法需要考虑真菌的种类、实验室条件以及预期的保藏时间。

蒸馏水保藏法适用于一些特定的真菌菌株,通过将真菌菌丝悬浊在蒸馏水中进行保存。沙子保藏法是将真菌接种在含有一定湿度的沙子中进行存储,可以保持真菌的适宜水分条件。硅胶保藏法则利用硅胶吸附水分的特性,将真菌保存在硅胶干燥剂中,有效防止真菌受潮变质。

选择正确的保藏方法能够确保真菌菌株的活性和遗传稳定性,对于科研和工业生产都具有重要意义。因此,在保藏真菌时,务必根据具体情况选择适合的方法,以确保真菌菌株的长期保存和有效利用。
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