微生物菌种放置时间久了(即长期保藏),如果不采取适当的保藏方法或保藏条件不佳,会产生一系列负面影响,主要可以归纳为以下几点:
1、存活率下降(死亡):
这是最直接和最普遍的影响。微生物细胞在非生长状态下,其代谢活动并未完全停止,能量和营养物质会逐渐消耗殆尽。
环境压力(如干燥、低温、缺氧)本身也会对细胞造成损伤。
积累的代谢废物可能产生毒性。
最终导致细胞活力逐渐丧失,直至死亡。放置时间越长,活细胞的比例通常越低。
2、菌种退化/变异:
生产能力下降: 对于生产菌(如抗生素、酶、有机酸等),其目标产物的产量可能显著降低甚至丧失。
生长速度改变: 可能变慢或变快。
形态改变: 菌落形态、细胞形态可能发生改变。
生理生化特性改变: 对营养的需求、代谢途径、抗性等可能发生变化。
毒力/致病性改变: 对病原菌或条件致病菌而言,其致病能力可能增强或减弱。
孢子形成能力下降: 对产孢微生物,产孢能力可能减弱。
遗传漂变/自发突变: 即使是在保藏状态下,细胞内的DNA仍可能发生微小的、自发的突变。虽然速度比活跃生长时慢很多,但长时间的积累可能导致菌群中突变株的比例增加。
选择压力: 保藏环境(如培养基成分、温度、缺氧状态)本身构成一种选择压力,可能使那些更适应保藏条件(但不一定具有原始优良特性)的突变株或亚群占据优势。
表型改变: 这些遗传变化最终会导致菌种表型(可观察的特征)发生变化,例如:
3、污染风险增加:
如果保藏容器密封不严或操作过程中无菌技术不到位,放置时间越长,被其他杂菌(细菌、霉菌、酵母等)或噬菌体污染的风险就越高。一旦污染,原始菌种就可能被破坏或混杂。
4、复苏困难:
长期处于休眠或损伤状态的细胞,重新转移到适宜生长条件时,可能难以“苏醒”或生长非常缓慢。需要特殊的复苏手段或更长的适应时间。
保藏方法对长期放置效果的影响至关重要:
不恰当的短期方法(如斜面传代、液体石蜡封存、普通冰箱4℃保存):
这些方法只能维持相对较短的时间(几周到几个月)。
频繁传代(斜面传代法)大大增加了退化、变异和污染的风险,是导致菌种退化的主要原因之一。
放置时间稍长,存活率就会急剧下降,变异风险很高。
长期保藏方法(如冷冻干燥/冻干、超低温冷冻-80℃/-196℃液氮、甘油管冷冻):
这些方法通过极大地降低代谢速率(深度冷冻)或创造接近无水的状态(冻干)来长期维持菌种稳定性。
效果显著: 在严格操作和适宜条件下,可以保藏数年、数十年甚至更久。
大幅降低变异风险: 代谢活动几近停止,自发突变和选择压力大大减小。
保持特性稳定: 是工业菌种库和标准菌种保藏中心(如ATCC, DSMZ, CICC等)采用的标准方法。
仍需注意: 即使是最好的方法,也不能保证100%不变异或零死亡,只是风险降到非常低。复苏过程也需要规范操作。
总结与建议:
放置时间越长,风险越高: 死亡、退化变异、污染的可能性都随之增加。
保藏方法是关键: 对于需要长期保存的菌种,必须采用可靠的长期保藏方法(冻干、超低温冷冻),并严格遵守操作规程。
定期复壮与检查: 即使采用长期方法,也应定期(如每年或根据保藏中心建议)复苏菌种,检查其存活率、纯度和关键特性(如生产能力、形态、生化特性等),必要时进行复壮(通过平板划线等方法筛选具有原始优良性状的单菌落)。
减少传代次数: 尽量避免不必要的传代,传代是导致退化的主要人为因素。长期保藏的核心目的之一就是减少传代次数。
详细记录: 对保藏日期、方法、代数、位置、复苏及检测结果等进行详细记录。
因此,为了确保微生物菌种的活力、纯度和遗传稳定性,避免因长期放置带来的负面影响,选择合适的、标准的长期保藏方法并实施规范的管理至关重要。
温馨提示:试剂为科研质控使用,不可用于临床及人体!非药用,非食用。