菌種初篩與復(fù)篩的方法特點(diǎn)及關(guān)鍵區(qū)別與流程關(guān)系！
小楊 / 2025-06-21 09:36:07
百歐博偉生物：“菌種初篩”與“菌種復(fù)篩”是微生物育種（特別是工業(yè)微生物育種） 過(guò)程中兩個(gè)緊密相連、但又目標(biāo)和方法不同的關(guān)鍵篩選階段。它們共同構(gòu)成了從大量突變體或自然分離株中篩選出具有優(yōu)良目標(biāo)性狀菌株的核心流程。以下是兩者的詳細(xì)解釋和區(qū)別：
一、菌種初篩
1、目標(biāo)：
快速、高效地從海量候選菌株（可能成千上萬(wàn)，來(lái)自誘變處理、基因工程改造、環(huán)境分離等）中，初步鑒別出具有目標(biāo)性狀潛力的少量菌株。
核心是“快”和“粗”：目的是在短時(shí)間內(nèi)淘汰絕大多數(shù)明顯不合格的菌株，縮小范圍。
篩選標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)寬松，主要關(guān)注“有”或“無(wú)”目標(biāo)性狀，或目標(biāo)性狀的相對(duì)強(qiáng)弱排序。
2、方法特點(diǎn)：
高通量：通常使用固體平板（如含特定底物、指示劑、抑制劑、抗性標(biāo)記的平板）或微量液體培養(yǎng)。
快速、簡(jiǎn)便、低成本：方法通?；谌庋劭梢?jiàn)的表型變化（如顯色圈、透明圈、抑菌圈大小、菌落形態(tài)、熒光等）或簡(jiǎn)單快速的生化檢測(cè)。
半定量為主：結(jié)果通常是相對(duì)值（如圈徑大小、顏色深淺等級(jí)），能大致區(qū)分強(qiáng)弱，但精確度和重現(xiàn)性相對(duì)較低。
篩選壓力可能較高或不模擬生產(chǎn)條件：目的是快速區(qū)分，條件可能比較極端或不代表最終應(yīng)用環(huán)境。
假陽(yáng)性和假陰性較高：由于方法相對(duì)粗糙，可能會(huì)漏掉一些好菌株（假陰性），也可能選出在后續(xù)更嚴(yán)格篩選中表現(xiàn)不佳的菌株（假陽(yáng)性）。
3、舉例：
篩選產(chǎn)淀粉酶菌株：在含可溶性淀粉的平板上點(diǎn)種，碘液染色后，測(cè)量菌落周圍透明圈的大小。圈大的初步認(rèn)為產(chǎn)酶能力強(qiáng)。
篩選抗性菌株：在含特定抗生素或抑制劑的平板上培養(yǎng)，能生長(zhǎng)的即為初篩陽(yáng)性。
篩選產(chǎn)色素菌株：直接在平板上觀察菌落顏色深淺。
篩選降解特定污染物的菌株：在含該污染物為唯一碳源/氮源的平板上培養(yǎng)，能生長(zhǎng)的即為初篩陽(yáng)性。
二、菌種復(fù)篩
1、目標(biāo)：
對(duì)初篩獲得的少數(shù)潛力菌株（通常幾十到幾百株），進(jìn)行更精確、更全面、更接近實(shí)際生產(chǎn)/應(yīng)用條件的評(píng)估。
核心是“準(zhǔn)”和“精”：目的是確認(rèn)目標(biāo)性狀的真實(shí)性、穩(wěn)定性、強(qiáng)度，并綜合評(píng)價(jià)菌株的其他重要性能（如生長(zhǎng)速率、遺傳穩(wěn)定性、副產(chǎn)物、耐受性等）。
篩選標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，要求定量評(píng)估目標(biāo)性狀的實(shí)際水平（如產(chǎn)物濃度、產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率、酶活單位等）。
2、方法特點(diǎn)：
低通量、精細(xì)化：通常在搖瓶或小型生物反應(yīng)器中進(jìn)行液體培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)規(guī)模比初篩大得多。
精確、可靠、重現(xiàn)性好：采用標(biāo)準(zhǔn)的、可定量的分析方法（如精密酶活測(cè)定、細(xì)胞計(jì)數(shù)、底物消耗測(cè)定等）。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)通常包括重復(fù)和對(duì)照。
定量分析：提供目標(biāo)產(chǎn)物的絕對(duì)產(chǎn)量、濃度、比生產(chǎn)速率、轉(zhuǎn)化率等精確數(shù)值。
模擬生產(chǎn)/應(yīng)用條件：培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件（溫度、pH、溶氧、攪拌等）盡可能接近最終的生產(chǎn)工藝或應(yīng)用環(huán)境。可能考察不同條件下的表現(xiàn)。
綜合評(píng)價(jià)：不僅測(cè)目標(biāo)產(chǎn)物，還測(cè)菌體生長(zhǎng)（OD, 干重）、底物消耗、副產(chǎn)物、關(guān)鍵酶活、遺傳穩(wěn)定性（傳代穩(wěn)定性測(cè)試）等。
驗(yàn)證和確認(rèn)：消除初篩的假陽(yáng)性，識(shí)別出真正優(yōu)秀且穩(wěn)定的菌株。假陽(yáng)性率低。
3、舉例：
篩選高產(chǎn)抗生素菌株：初篩看抑菌圈大小，復(fù)篩則在搖瓶中培養(yǎng)，用HPLC精確測(cè)定發(fā)酵液中抗生素的實(shí)際效價(jià)（單位：μg/mL 或 U/mL），并計(jì)算生產(chǎn)速率和產(chǎn)量。
篩選高產(chǎn)酶菌株：初篩看透明圈，復(fù)篩則在搖瓶中培養(yǎng)，取發(fā)酵液用標(biāo)準(zhǔn)方法（如分光光度法）精確測(cè)定酶活（單位：U/mL 或 U/mg蛋白）。
篩選高效降解菌：初篩在平板上生長(zhǎng)，復(fù)篩則在含特定污染物的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，定期取樣用GC/MS或HPLC精確測(cè)定污染物殘留量或降解產(chǎn)物生成量，計(jì)算降解速率和效率。
穩(wěn)定性測(cè)試：將復(fù)篩表現(xiàn)優(yōu)異的菌株連續(xù)傳代，每代都測(cè)定目標(biāo)性狀，考察其遺傳穩(wěn)定性。產(chǎn)量波動(dòng)大的菌株會(huì)被淘汰。
三、關(guān)鍵區(qū)別總結(jié)
篩的方法特點(diǎn)及關(guān)鍵區(qū)別與流程關(guān)系！.png)
四、流程關(guān)系
典型的菌種選育流程是：
出發(fā)菌株 → (誘變/改造/分離) → 大量候選株 → 初篩 (1輪或多輪) → 獲得少量潛力株 (短名單) → 復(fù)篩 (1輪或多輪，規(guī)模/嚴(yán)格度遞增) → 獲得最優(yōu)的1至幾株 → 進(jìn)一步工藝優(yōu)化和中試放大。
復(fù)篩可能進(jìn)行多輪：第一輪復(fù)篩可能仍在搖瓶規(guī)模，篩選出更少的精英菌株。第二輪復(fù)篩可能在小試發(fā)酵罐中進(jìn)行，條件更接近生產(chǎn)。穩(wěn)定性測(cè)試通常貫穿復(fù)篩階段。
初篩是漏斗的寬口，復(fù)篩是漏斗的細(xì)頸：初篩負(fù)責(zé)處理大量樣本，快速縮小范圍；復(fù)篩負(fù)責(zé)在縮小的范圍內(nèi)進(jìn)行深度分析和驗(yàn)證，確保選出的菌株真正滿足要求。
五、總結(jié)
菌種初篩和復(fù)篩是微生物育種中不可分割的兩個(gè)階段。初篩是快速、高通量的初步篩選，目的是大海撈針，找出“可能有用的針”；復(fù)篩是精確、低通量的深入評(píng)估，目的是驗(yàn)證這些“針”是否真的又尖又利、持久耐用，并從中選出最好的那幾根。兩者相輔相成，共同確保高效、成功地選育出具有工業(yè)或應(yīng)用價(jià)值的優(yōu)良微生物菌種。
北京百歐博偉生物技術(shù)有限公司擁有對(duì)菌種、細(xì)胞、培養(yǎng)基、配套試劑等產(chǎn)品需求者的極優(yōu)質(zhì)服務(wù)，對(duì)購(gòu)買項(xiàng)目的前期資料提供,中期合同保證,后期貨物跟蹤到最終售后的確保項(xiàng)目準(zhǔn)確到位，都有相關(guān)人士進(jìn)行維護(hù),確保您在微生物菌種查詢網(wǎng)中獲得最優(yōu)質(zhì)服務(wù)！也正因?yàn)榇耍本┌贇W博偉生物技術(shù)有限公司與國(guó)內(nèi)外多家研制單位、生物制藥、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)和科研院所院校、化工企業(yè)有著良好、長(zhǎng)期和穩(wěn)定的合作關(guān)系！