[发明专利]一种高压环境喷洒式微生物固体分离培养装置及培养方法

说明书

本发明提出了一种高压环境喷洒式微生物固体分离培养装置，包括控制处理器、高压分离培养室、注液单元、温度控制单元、压力控制阀、环境参数监测单元和超多微孔喷口；基于该高压环境喷洒式微生物固体分离培养装置，本发明还提供一种高压环境喷洒式微生物固体分离培养方法，通过构建海洋原位的温度和压力环境，将微生物富集液在深海原位的温度和压力环境条件下进行微细珠状态喷洒于固体培育平板的固体培养基上，使其在分散状态下实现分离和培养，最大面积地增加了微生物分离可利用的有效面积，能有效地提高海洋微生物的可培养性，为开发利用海洋生物资源这一重大国家战略性资源提供重要的基础技术。

技术领域

本发明涉及微生物培养技术领域，特别是涉及一种高压环境喷洒式微生物固体分离培养装置及培养方法。

背景技术

地球生物圈中微生物种类繁多、功能多样，它们扮演着生产者、消费者和分解者的角色，广泛参与碳、氮、硫等各种生物地化循环。据推算，大约有1011-1012种微生物存在于地球的各个生物圈中,但截至目前可培养微生物仅占总微生物的0.1％-1.0％。绝大部分微生物无法培养，这些微生物常常被称为“暗物质”。

近年来，绝迹稀释法、原位培养、共培养、流式细胞分选技术及微流控培养技术等新型培养方法陆续出现，为高效地分离筛选更多微生物带来了曙光。但对于身处高压环境的微生物而言，目前只有部分微生物经过高压培养装置等获得了富集，但是由于缺乏高压环境下的固体分离培养技术，纯培养进程难度极大，绝大多数海洋微生物尚未获得纯培养菌株。

现有技术公开了一种深海冷泉环境低温高压微生物培养系统，包括用于传送气体、液体的管道，还包括：高压底物配料单元，用于均匀混合高压气体和高压海水，获取溶解有高浓度气体的高压海水培养基；低温高压培养单元，用于在低于50℃适合于中温和低温微生物生长的温度且高压条件下培养微生物；气体供应单元，用于为高压底物配料单元和低温高压培养单元提供高压气体；流动控制单元，用于控制高压底物配料单元和低温高压培养单元内的压强，以及连续培养过程中的流速；气体监测控制单元，用于检测环境中可燃气体的浓度，判断底物配料单元和低温高压培养单元中可燃气体是否泄漏，并根据判断结果及时报警或自动切断气体供应单元供气。该方案虽然满意满足深海冷泉这一类型的低温高压长期有气相底物喷发的环境模拟，对冷泉微生物进行培养，但其仅是提供了深海冷泉环境微生物富集，并未考虑微生物分离培养的技术细节，在实际应用过程中存在培养成功率不高，无法获得纯培养菌株的问题。

发明内容

本发明为了解决以上至少一种技术缺陷，提供一种高压环境喷洒式微生物固体分离培养装置及培养方法，实现微生物在分散状态下实现分离和培养，最大面积地增加了微生物分离可利用的有效面积，有效地提高海洋微生物的可培养性，为开发利用海洋生物资源这一重大国家战略性资源提供重要的基础技术。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种高压环境喷洒式微生物固体分离培养装置，包括控制处理器、高压分离培养室、注液单元、温度控制单元、压力控制阀、环境参数监测单元和超多微孔喷口；所述高压分离培养室内部设置有固体培育平板，用于对微生物的分离培养；所述高压分离培养室置于温度控制单元中，通过温度控制单元保证高压分离培养室内的温度恒温保持与深海冷泉区海底温度一致，温度控制单元的控制端与所述控制处理器电性连接；所述压力控制阀与所述高压分离培养室连接，用于对高压分离培养室注入/排出气体，控制其内部压力；所述环境参数监测单元用于监测高压分离培养室内部的温度和压力变化情况，并将数据传输至所述控制处理器；所述超多微孔喷口设置在所述高压分离培养室内，与设置在高压分离培养室外的注液单元连接；注液单元用于向高压分离培养室注入微生物富集液，微生物富集液经过超多微孔喷口后，将分散为微球状菌液散落在所述固体培育平板上，足够小的单个微小液珠在固体培育平板上附着后，将实现分离培养的过程。

上述方案中，所述控制处理器用于在微生物富集菌在高压环境进行分离、纯化过程中各项环境数据变化的监控、以及实时采集、处理、控制、存储和图像输出等功能。