菌類

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生物資源中心及真菌菌種保存

謝松源


  真菌菌種保存對於許多真菌研究者是個相當重要但經常被忽略的工作。研究相關菌株於研究進行期間應該進行適當保存,至於重要的菌種應該以較佳的保存方法保存,避免菌株死亡、變異或退化,方可確保未來研究中菌株可以再被利用及研究結果可以再現或進行更進一步研發,並應盡可能寄存於有規模的菌種中心。目前保存於世界上各知名菌種中心的真菌總數量據統計有37萬株,共有約16,800種,佔已知真菌總數八萬種的五分之一左右,若以推估所有真菌的總數(估計一百五十萬種)來算,僅占約百分之一。

  財團法人食品工業發展研究所生物資源保存及研究中心(Bioresource Collection and Research Center / Food Industry Research and Development Institute, BCRC/FIRDI)是我國最大及最重要的微生物資源中心,主要任務之一就是收集並妥善保存我國各類的微生物資源,以提供產業、研究、教育等領域之發展需要。BCRC除收集微生物本身並整合相關資訊,以提高菌種的可利用性及價值。並定期進行菌種的覆核,檢視包括菌種的正確性、純度及活性。目前BCRC 收集保存真菌公開菌株數量近六千株(含一千八百株酵母菌、一千四百株菇類菌種及其他絲狀真菌兩千七百株),其中有九百餘株為模式菌株(Type strain),可供分類學家進行分類研究之詳細比對,絲狀真菌部分共有近兩千個種,相當具有多樣性。這些真菌資源平均每年提供給產、學、研各界約800株(批次)以進行各種研究開發。

  為保護這些重要的國家資源,BCRC針對不同特性菌種,提供適合的保存方式,以維持菌株的活性,避免形態、生理及遺傳上的變異。以下針對BCRC常用的真菌菌種保存方法作一簡單介紹:

  繼代保存:是最簡便的真菌保存方法,將菌種接種於含適當培養基斜面的玻璃試管中,並定期進行繼代移植,將生長良好的菌種放置於溫度15℃-20℃下,大多數的菌種約每2-3個月移植一次即可。若將這些試管菌種放置於4℃冰箱中,多數菌種可延長到4-6個月再進行繼代移植,有些菌種甚至可以達1-2年之久。這個方法的缺點是菌種經多次移植後,可能會失去其活性,包括其病原性或某些生理生化及形態特徵。此外,若操作或保存時不小心所造成汙染的機率較高。

  礦物油保存:另外一種相當簡便的保存方法,是在斜面試管培養的菌株上添加滅過菌的礦物油(liquid paraffin),油量約高於培養基頂部一公分左右。這個方法除可避免培養基乾掉外,主要藉礦物油以隔絕氣體交換,減少氧氣的供給,使真菌生長及其代謝活動減緩。此法要注意礦物油的量,太多的礦物油,會造成菌株無法獲得足夠的氧氣而死亡。當活化菌株時,須盡量減少agar塊所黏附的礦物油,當首次移植活化的菌株時通常會生長較慢,而須多進行多一次移植程序以恢復菌株正常生長速度。以此法保存,大部分菌株通常可存活5-10年,不過為避免菌株退化,通常建議每兩年需繼代移植一次。這個方法的缺點主要是,容易被空氣中的孢子所汙染及活化菌種時較麻煩,不過對於一般實驗室的菌株保存工作而言,由於不須特別的設備及儀器,故仍是相當值得推薦的方法。

  無菌水保存法:亦是非常簡易的保存方法,先以玻璃螺旋試管裝入適當無菌水,將生長於平板培養基上的菌種由菌落邊緣切塊,每邊約5mm寬,將菌塊放入無菌水中,再將試管鎖緊並以石蠟紙密封,置於20℃下保存,這個方法對許多真菌都可適用,菌種通常可保存2年,多數菌株不會失去活性及病原性。尤其卵菌綱中的Phytophthora 及Pythium,當使用其他冷凍保存法,保存後常常不能成功存活時,使用無菌水保存方法通常有效,但缺點是仍需要定期繼代移植。

  凍乾保存:大部分可產孢的真菌可以使用冷凍乾燥法保存法進行保存。方法是先將孢子懸浮液混合於20% 脫脂乳(skimmed milk,作為保護劑)中,取0.2-0.5 ml混合液滴於1 ml玻璃小管,以無菌棉花塞封住玻璃小管,將含菌玻璃小管冷卻至-80C低溫至少一小時,使之完全凍結,將含菌玻璃小管放進冷凍乾燥機中,抽真空到約30 millitorr下,直至完全乾燥後,取出玻璃小管放入內含矽膠粒的玻璃外管中,將外管於抽真空下以火焰器封管。大多數菌種以這種保存法保存可存活達數十年,使用時以無菌水回融乾燥孢子粉即可,相當簡便。

  低溫冷凍保存:先以解剖刀切取約1公分見方大小之菌絲塊放入冷凍小管內,並添加10% 甘油作為冷凍保護劑,經程式降溫儀緩慢降溫,速率為 -1℃/min,直至 -70℃後將冷凍小管移入-80℃冰箱或液態氮槽中長期保存。菌種活化時可將冷凍小管取出,以37℃水浴環境下快速回溫,之後將菌絲塊取出於適當培養基上培養。這個保存法對絕大多數的菌種皆可以適用,且菌種特性無明顯退化,被認為是最好的保存方法。然而對於卵菌類的水生菌類,成功率並不高。

* 圖說:1.生資資源保存及研究中心大樓。* 作者:謝松源* 圖說:1.生資資源保存及研究中心大樓。
* 作者:謝松源
* 圖說:2.冷凍乾燥機。* 作者:謝松源* 圖說:2.冷凍乾燥機。
* 作者:謝松源

* 圖說:3.等速降溫機&* 作者:謝松源* 圖說:3.等速降溫機&
* 作者:謝松源
* 圖說:4.負80C冰箱。* 作者:謝松源* 圖說:4.負80C冰箱。
* 作者:謝松源

* 圖說:5.液氮槽。* 作者:謝松源* 圖說:5.液氮槽。
* 作者:謝松源

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