常见微生物菌种的衰退原因及预防

微生物长期受到外界的影响，遗传性状必然发生某些变异。正是由于变异的存在才使得生物向前进化。然而由于突变的存在，菌种在培养或保藏过程中，可能会出现某些优良生产性状的劣化、遗传标记丢失、典型特征改变等现象，称为菌种衰退。比如苏云金芽孢杆菌由于菌种衰退，导致其新生的菌体芽孢和伴孢晶体都比较小；保藏的沙门氏菌鞭毛抗原丢失，导致H多价血清不凝固等。

一、菌种衰退原因

菌种衰退的根本原因是有关基因的负突变。如果控制产量的基因发生负突变，则表现为产量下降；如果控制孢子生成的基因发生负突变，则产生孢子的能力下降。菌种在移种传代过程中会发生自发突变。虽然自发突变的几率很低(一般为10^-6～10^-9)，尤其是对于某一特定基因来说，突变频率更低。但是由于微生物具有极高的代谢繁殖能力，随着传代次数增加，衰退细胞的数目就会不断增加，在数量上逐渐占优势，最终成为一株衰退了的菌株。此外，菌种衰退还有以下几种原因：

1.表型延迟造成菌种衰退

表型延迟现象也会造成菌种衰退。如，在诱变育种过程中，经常会发现某菌株初筛时产量较高，进行复筛时产量却下降了。

2.质粒脱落导致菌种衰退

质粒脱落导致菌种衰退的情况在抗生素生产中较多，不少抗生素的合成是受质粒控制的。当菌株细胞由于自发突变或外界条件影响(如高温)，致使控制产量的质粒脱落或者核内DNA和质粒复制不一致，即DNA复制速度超过质粒，经多次传代后，某些细胞中就不具有对产量起决定作用的质粒，这类细胞数量不断提高达到优势，则菌种表现为衰退。

3.连续传代

连续传代是加速菌种衰退的一个重要原因。一方面，传代次数越多，发生自发突变(尤其是负突变)的几率越高；另一方面，传代次数越多，群体中个别的衰退型细胞数量增加并占据优势越快，致使群体表型出现衰退。

4.不适宜的培养和保藏条件

不适宜的培养和保藏条件是加速菌种衰退的另一个重要原因。不良的培养条件如营养成分、温度、湿度、pH值、通气量等和保藏条件如营养、含水量、温度、氧气等，不仅会诱发衰退型细胞的出现，还会促进衰退细胞迅速繁殖，在数量上大大超过正常细胞，造成菌种衰退。

二、防止菌种衰退措施

采用已衰退菌种进行生产会影响生产效率，而把已衰退菌种作为阳性菌株进行检验，则会影响检验正确率。既然变异是不可避免的，那么我们应该如果避免菌种衰退呢？

1.控制传代次数

尽量避免不必要的移种和传代，把必要的传代减少到最低的水平以减少突变几率。传代次数越多，产生突变的几率就越大，菌种发生衰退的机会就越高。在实验室检验或者是生产实际中，应严格控制传代次数。中国药典当中规定，培养基灵敏度检查所用的菌株传代次数不得超过5代，以防止菌株因传代次数过多引起衰退影响检验。

2.利用不同类型细胞进行接种传代

放线菌，霉菌用菌丝进行移种比分生孢子容易衰退，因菌丝是对核且有异核存在，所以移种霉菌适宜采用孢子。

3.良好的培养条件

不良的培养条件会衰退细胞的出现，因此采用适宜的培养基进行菌种培养，以减少衰退几率。

4.采用有效的菌种保藏方法

根据保存时间的长短，选择适宜的保存方法。

传代培养法：复苏后的第一代放于4℃冰箱或室温保存，定期传代培养。保藏时间依微生物种类而定。如，芽孢、霉菌、酵母菌保存6个月转一次，普通细菌1个月转一次，假单胞菌2周转一次

甘油冻存法：将复活后经过性能确认的菌株新鲜培养物（一般是第二代菌株），用0.85%的灭菌生理盐水（约1-2ml）洗斜面菌苔成菌悬液；将上述菌悬液吸取适量于灭菌管（冻存管）中（如，灭菌管容量为5ml，则取1.5ml菌液），加入等体积的40%灭菌甘油，混匀，密封。保藏温度为-20℃，一般可保存1-2年。

瓷珠保存管保存：菌株保藏管内含特制的小珠（20-25颗）和特殊溶液，只需将培养好的菌株接入溶液中，摇匀成菌悬液，细胞即吸附于小珠上，然后吸出溶液，将保藏管置-70℃可保存5年，置-20℃可保存2-3年。

三、瓷珠保存管保存具体操作

第一步：对需要保存的菌株进行必要的纯化，挑取生长旺盛时期的菌落，接入菌株保藏管中，通常需要接入4-7环，对于苛养菌应多接一些；

第二步：拧上盖子，充分剧烈震荡；

第三步：用无菌吸管将溶液吸走，尽可能吸干；

第四步：马上放入冰箱中，温度越低越有利于保存（推荐使用-70℃超低温冰箱）；

第五步：复苏时，只需将小珠在平板上滚动或置肉汤中培养。