5.3.1 Phân lập giống trong tự nhiên:
Thiên nhiên là nguồn vơ tận cho phân lập các giống vi sinh vật. Tuy nhiên, khơng phải ở chỗ nào ta cũng cĩ thể nhận được các chủng vi sinh vật như mong muốn. Cĩ nơi tập trung rất nhiều vi sinh vật loại này, lại cĩ nơi tập trung rất nhiều vi sinh vật loại khác. Vi sinh vật thường phân bố trong thiên nhiên khơng đều. Chúng thường tập trung ở những nơi giàu chất dinh dưỡng và điều kiện phát triển thuận lợi.
Các vi sinh vật trong tự nhiên ít khi cho năng suất sinh học cao, muốn cĩ giống tốt ta phải cải tạo giống này. Phần lớn các vi sinh vật sử dụng trong sản xuất cơng nghiệp hiện nay là những giống đã được biến đổi hệ thống di truyền. Do đĩ, các giống được phân lập trong điều kiện tự nhiên chỉ là những mốc giống, từ đĩ ta
tiến hành các biện pháp nâng cao chất lượng giống để đáp ứng những yêu cầu về giống cho sản xuất.
Một đặc điểm khác của vi sinh vật trong tự nhiên cần quan tâm khi tiến hành tạo giống là các giống được phân lập trong điều kiện tự nhiên thường chưa thích hợp với sản xuất theo quy mơ cơng nghiệp. Trong điều kiện tự nhiên, các yếu tố về nhiệt độ, pH, độ ẩm mơi trường, độ ẩm khơng khí thay đổi liên tục. Ngược lại trong điều kiện sản xuất cơng nghiệp, các điều kiện trên thường khá ổn định. Do đĩ giống thu nhận được từ điều kiện tự nhiên phải qua một giai đoạn huấn luyện thích nghi, đáp ứng được yêu cầu đặt ra.
Việc chọn giống từ điều kiện tự nhiên thật sự là một cơng việc tìm kiếm các chủng đột biến tự nhiên cĩ những tính trạng di truyền trội phù hợp với mục tiêu đề ra. Trong thiên nhiên luơn xảy ra các quá trình biến dị, trong đĩ cĩ rất nhiều biến dị cĩ lợi cho quá trình sản xuất. Điều khĩ khăn là những biến dị này thường là những biến dị ngẫu nhiên khơng định hướng, chúng lại luơn luơn lẫn với những vi sinh vật khơng biến dị. Hơn nữa số lượng các đột biến trong thiên nhiên thường khơng nhiều, do đĩ việc lựa chọn từ đĩ cho ra những cá thể theo mong muốn riêng là một điều khĩ khăn. Tuy nhiên việc tuyển chọn trong điều kiện tự nhiên chủ yếu là tạo giống ban đầu, sau đĩ nhà nghiên cứu về giống cịn phải tiến hành các bước tiếp theo để nâng cao chất lượng giống. Khi giống đạt được những yêu cầu cụ thể và đảm bảo được tính ổn định, người ta mới dám đưa vào sản xuất. Các bước tiến hành tạo lập giống từ điều kiện tự nhiên như sau:
- Tìm vị trí để phân lập giống. Vị trí để phân lập giống phải là nơi hay vật phẩm cĩ sự tập trung khá cao về mật độ giống vi sinh vật mà ta quan tâm. Chọn đúng vị trí hay vật phẩm dùng để phân lập coi như bước đầu khẳng định khả năng thành cơng của cơng việc.
- Sau khi xác định được vị trí hay vật phẩm để phân lập, người ta cân một gam hay một ml (nếu là vật phẩm dạng lỏng) đem phân lập.
- Chuẩn bị các ống nghiệm chứa các mơi trường tập trung. Mơi trường tập trung là mơi trường chứa nhiều chất dinh dưỡng cĩ khả năng thích hợp cho nhiều vi sinh vật cùng lồi. Ở đĩ các vi sinh vật cùng lồi sẽ phát triển rất mạnh, các vi sinh vật của các lồi khác sẽ khơng phát triển hoặc phát triển rất kém. Mục đích của việc sử dụng mơi trường tập trung là loại dần những vi sinh vật mà ta khơng quan tâm.
- Sau khi pha lỗng với mức độ pha lỗng nhất định vật phẩm phân lập ta cấy chúng trong những ống nghiệm hoặc vào hộp petri cĩ mơi trường tập trung
- Song song đĩ ta chuẩn bị mơi trường đặc hiệu và sau khi các vi sinh vật đã phát triển mạnh trên các hộp mơi trường tập trung, ta chuyển chúng sang mơi trường đặc hiệu. Mơi trường đặc hiệu là mơi trường chỉ cho phép các vi sinh vật mà ta quan tâm phát triển cịn các vi sinh vật khác sẽ bị ức chế khơng phát triển được.
- Bước cuối cùng là kiểm tra những đặc điểm của vi sinh vật mà ta quan tâm Mục đích là tuyển chọn từ những vi sinh vật cùng lồi những cá thể cĩ đặc điểm đặc trưng mà ta mong muốn.
5.3.2 Phân lập giống trong điều kiện sản xuất.
Khác với giống được phân lập trong điều kiện tự nhiên, các giống vi sinh vật phân lập trong điều kiện sản xuất cĩ những ưu điểm riêng:
- Giống được phân lập trong điều kiện sản xuất cĩ những giống đã qua quá trình sản xuất, đã cĩ khả năng thích ứng với điều kiện sản xuất (trong khi đĩ giống trong điều kiện tự nhiện chỉ quen với các điều kiện khơng ổn định của của thiên nhiên). Đặc điểm đã quen với điều kiện sản xuất rất cĩ ý nghĩa trong quá trình sản xuất vì đặc tính đảm bảo tính ổn định của giống trong điều kiện nhân tạo.
- Giống được phân lập trong quá trình sản xuất thường là những giống đã được qua biến đổi gen và cĩ những đặc điểm sinh hĩa cao hơn hẳn những chủng nguyên gốc. Do đĩ, việc phân lập chúng và tạo lập được giống từ đây sẽ cĩ năng suất và chất lượng sản phẩm sinh học cao.
- Trong các điều kiện sản xuất (dịch đang lên men, nước thải, chất thải ) thường tồn tại khá tập trung những giống vi sinh vật mà ta quan tâm. Những giống này đang trong quá trình sản xuất và sẽ theo chất thải, nước thải ra ngồi. Như vậy trong nước thải, chất thải mật độ các vi sinh vật này nhiều nhất trong tất cả các mẫu vật mà ta đã quan tâm. Nhiều nghiên cứu rất thành cơng trong việc sử dụng nước thải, chất thải này để phân lập lại. Ví dụ, để cĩ giống dùng trong sản xuất bia, ta sẽ lấy mẫu nước thải trong nhà máy bia hoặc bã men sau khi lọc, ép để làm vật phẩm cho quá trình phân lập. Làm như vậy sẽ cĩ khả năng thu nhận kết quả khả quan hơn các mẫu vật phân lập từ nguồn khác.
Như vậy trong cơng việc phân lập giống vi sinh vật từ quá trình sản xuất cĩ những bước sau:
a) Chọn những vị trí và mẫu vật phân lập: Trong quá trình sản xuất, giống vi sinh vật cĩ thể bị thối hĩa. Trong tổng thể, cĩ rất nhiều cá thể bị thối hĩa nhưng khơng phải tất cả, trong đĩ, cĩ nhiều cá thể vẫn giữ được những đặc tính mà ta quan tâm. Do đĩ nhiệm vụ là: từ tập hợp vi sinh vật cĩ trong quá trình sản xuất đĩ ta phân lập ra những giống cịn giữ được những đặc điểm ban đầu. Địa điểm và mẫu vật đem phân lập ở điều kiện sản xuất bao gồm:
- Dịch đang tiến hàng lên men - Nước thải của nhà máy - Chất thải của nhà máy
Trong đĩ dịch đang lên men cho xác suất thu nhận được kết quả cao hơn. b) Sau khi xác định được vị trí và vật phẩm dùng để phân lập, ta chỉ cịn
thực hiện những bước sau giống như các bước trong phân lập giống từ điều kiện tự nhiên.
5.3.3 Phân lập giống trong những ống giống đã thối hĩa.
Các ống giống là tập hợp các tế bào vi sinh vật cĩ cùng một nguồn gốc di truyền. Tuy nhiên, do điều kiện bảo quản bất bình thường mà ống giống thay đổi một số đặc điểm sinh hĩa, từ đĩ khĩ ứng dụng trong sản xuất.
Tuy nhiên cũng phải nhận thấy rằng, trong hàng tỷ tế bào cĩ trong ống giống đĩ khơng phải tất cả đã bị thối hĩa mà cịn rất nhiều cá thể vẫn bảo tồn được đặc tính ban đầu. Việc ứng dụng cả ống giống này vào trong sản xuất sẽ làm tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Thực chất của việc phân lập giống trong những ống nghiệm đã thối hĩa là quá trình tuyển chọn lại giống từ các ống giống.
Cơng việc này hồn tồn khơng phức tạp vì vị trí và vật phẩm phân lập rất rõ ràng. Vấn đề cịn lại là tiến hành các quá trình phân lập giống như quá trình phân lập giống từ điều kiện tự nhiên. Cơng việc này là cơng việc rất thường xuyên ở nhiều phịng thí nghiệm và phịng kỹ thuật trên thế giới. Nhờ đĩ mà người ta luơn duy trì được giống tốt cho sản xuất.