资源微生物的开发与利用

资源微生物的开发与利用,一、资源微生物种类 二、资源微生物特点 三、资源微生物的开发战略 四、应用实例 五、应用前景,资源微生物：在微生物中，具有经济价值，有助于改善人类生活和生存的微生物。,一、具有经济价值的资源微生物主要有： 食品微生物（酿造、食用菌等）； 植物促生微生物（菌根菌、固氮菌等）； 植物保健微生物（拮抗和昆虫寄生菌等）； 环境净化微生物（污染物质的分解）；,医用及保健微生物（药用菌、医用抗生素产生菌、人及各种动物的益生菌）； 工业发酵微生物（酶微生物、生化产品等）； 废弃物再生利用微生物（饲料及肥料加工、沼气发酵）； 其他特殊利用微生物（细菌冶金、微生物采油、产氢微生物等）；,二、微生物资源的特点： （1）对其发现较晚，仅300年而已； （2）形体较小，代谢类型多样化，生长繁殖速度惊人； （3）变异性大； （4）种源丰富，未知者众； （5）对其开发研究比动植物晚很多，但取得了极其辉煌的成就。,三、资源微生物的开发战略 1. 开发意图贯彻始终 2. 创新是灵魂 3. 模型设计是关键 4. 对同类型的微生物药物 (生物活性物质)的开发 5. 一菌多筛 6. 关于混合菌 7. 申请专利,1. 开发意图贯彻始终 开发意图是核心。资源微生物的全程开发大体要有总体设计、收集样品、分离菌种、筛选、小试、中试、产业化等阶段。 目的菌的要求：产量高、活性强、生产性能好、无毒、不污染环境、生产周期短等指标。尽早找到目的菌是开发成败的关键。,2. 创新是灵魂 据统计，现在要从一万个新化合物才有可能开发成功一个有临床价值的药物。现在已逐步形成一种新的看法：新地方，新方法，新菌种，新模型，新产物。核心是不断革新，变换开发的策略。例如改变分离菌种的技术，可以从“老地方”分离到新菌种，开发成新的产品。,3. 模型设计是关键 筛选模型是新药筛选中十分重要的因素之一，直接影响筛选的效率和筛选的成果，世界各大制药公司的研究开发部均把筛选模型的研究和开发作为新药研制的首要和关键任务，且相互保密。一个理想的筛选模型应具有对检测活性的灵敏性、选择性和有效性等特点，尽早淘汰非目的菌，加速筛选进程。,4. 对同类型的微生物药物的开发提出以下思路: (1) 筛选天然药用成分，在自然界的微生物中都有可能找到。 (2) 产生某类天然或人工合成药用成分的微生物，对这类化合物都有抗性。 (3) 将有关的药用成分大剂量(植物含量的l0l000倍)加于培养基，选择性地分离样品中能耐受该化合物的微生物。 (4) 对分离到的纯培养物或混合菌进行发酵，监测其药用成分。 (5) 用入选的微生物生产新药物。,5. 一菌多筛 尤其对于生物活性物质的开发，还不很清楚要找的究竞是哪类微生物，这时如果只用一个或少数模型过筛，往往找不到目的菌，造成大量浪费。我们的经验是一菌多筛。这不但增加菌种的利用率和入选率，更重要的是有可能找到非目的(比如具有某种活性)菌种，但用途更大的菌种，即所谓歪打正着。这就需要开通晓相关领域的动态，同时还需要制定几套开发方案。,6. 关于混合菌 在微生物学发展的历程中，分离纯培养曾经是一个巨大的进步， 现代工业微生物发酵几乎都是纯种。但是在一些情况下，资源微生物的应用不一定需要纯培养。如沼气发酵、矿石冶炼中的资源微生物。,7. 申请专利 资源开发包含重大的经济利益，同时也包含重大的投入和风险。资源开发又是竞争很激烈的领域，开发者的意图、思路、策略和工作进展都是严格保密的东西。为了保护你的劳动成果，保护知识产权，及时申请专利是绝对必要的。,实例1 淀粉芽孢杆菌杀线虫活性高效筛选模型的建立及应用 将培养在固体平板上的野生型解淀粉芽孢杆菌 FZB42 及其突变株接种于 5mL 液体快杀培养基中，37培养 24h 后，在 24 孔板中分别加入 200L 菌液和 50 60 条 L4 龄秀丽隐杆线虫，记录变化明显的时间点及线虫存活数，将相对于原始菌株杀线虫能力明显下降的突变株选出，并进行多次复筛。同时以传统的固体平板杀线虫法作为对照。,实例2 硫酸盐还原菌处理重金属污水的研究 硫酸盐还原菌是一种通过分解有机物获得能量，并通过传递信号的方式产生大量高能电子，将水、土壤中的硫酸根还原为负二价硫离子，将游离的重金属离子转化为难溶性的硫化物，降低重金属对周围环境的污染。,硫酸盐还原法去除重金属离子的技术路线,中和沉淀法、硫化物沉淀法和硫酸盐还原法沉降效果比较,实例3 弯孢霉菌促进毛黑杨幼苗生长和耐盐。 使用弯孢霉菌 R(2015)-25 孢子悬浮液接种，黑杨幼苗在盐胁迫处理 5 天后对照组幼苗中下部叶片开始黄化萎蔫，第 7 天起处理组中下部叶片也出现萎蔫症状，而对照组更为明显。,与对照组相比，接种后的黑杨幼苗株高较高。进一步的显微染色观察实验证明了R(2015)-25 孢子液接种后，孢子萌发出菌丝并成功定殖于毛白杨或黑杨根系细胞中，因此接种弯孢霉菌 R(2015)-25 孢子悬浮液可在一定的程度上缓解盐胁迫对毛白杨、黑杨幼苗的危害。,五、应用前景 继续采用微生物作为生命科学的研究材料，微生物生产与动植物生产并列为生物产业的三大支柱.在工业中许多产品利用微生物来生产,如各种生物活性物质(抗生素等)、化工原料(酒精等). 微生物在农业生产中也有着多方面的作用.微生物在食品加工中有广泛用途,发酵食品和许多调味品都离不开微生物. 微生物是消除污染、净化环境的重要手段，在新兴的生物技术产业中,微生物的作用更是不可替代.,致 谢,Thank you!,Please give us your valuable opinions!,