微生物菌种保藏有诀窍
目前，我国普通微生物菌种保藏中心保藏的ZL菌株为11977个，位列全球第2。
一株在中国普通微生物菌种保藏管理中心沉睡了20年之久的古老菌种，最近因为韩春雨事件火了起来。这个叫做格氏嗜盐碱杆菌的菌种，在河北科技大学副教授韩春雨的利用下，实现了基因组编辑技术NgAgo-gDNA而出名。
日前发布的《中国微生物资源发展报告2016》显示，世界各保藏中心共保有96907个用于ZL程序的生物材料，其中中国普通微生物菌种保藏中心保藏的ZL菌株为11977个，位列全球第2。
9月14日，记者走进中国普通微生物菌种保藏管理中心（简称保藏中心），探寻微生物菌种的日常生活。
支撑未来的“生命”银行
中国普通微生物菌种保藏管理中心高级工程师辛玉华说，格氏嗜盐碱杆菌是20年前由中科院微生物所老所长周培瑾研究员从苏格兰交换来到中国，其最先分离于肯尼亚马加迪湖。作为保藏中心五千多种微生物中的一员，格氏嗜盐碱杆菌或通过真空冷冻干燥法，或借助-190℃左右的液氮超低温冻结法处于休眠状态。
一些菌种甚至在冷藏室中沉睡了半个多世纪，“一旦有需求，它们就会被唤醒并投入应用。”辛玉华说。但如今，地球上99%的微生物人类还是不知道如何培养。只有经过培养，才知道它们未来能够做什么，并最终实现利用。
“我们选择的菌种，一般要有潜在应用价值和丰富的生物多样性。现在，越来越多的微生物被‘唤醒’，并在各个领域一显身手。”辛玉华说。菌保中心保藏的微生物是经过几代人长期且持续累积来的，只有时间才能体现微生物资源保藏的价值。另外，微生物资源事关生物技术创新的未来。
值得注意的是，今年5月，美国宣布启动“国家微生物组计划”，美国政府将在未来两年投入1.21亿美元作为启动资金，数十所大学和研究机构未来几年将投入4亿美元。
菌种保藏有双重“保险”
作为我国可同时提供一般菌种资源服务和ZL生物材料保存的国家级保藏中心，保藏中心于1995年被列入“布达佩斯条约国际保藏单位”，成为一个持有国际牌照的微生物“银行”。
“这里主要是收集、保藏、鉴定、交换和供应各类生物材料。”辛玉华告诉科技日报记者，一些研发中分离出的菌种，暂时不知道有什么功能，就作为资源储备储存；而研究课题需要收集、筛选的菌类，结题后也可存放备份。几十年来，保藏中心共提供了几十万株各类微生物菌种，在我国生命科学和生物技术研发中贡献卓著。
走进位于地下的保藏中心，空气中弥漫着丝丝凉气，和室外的闷热对比鲜明。在这间百十来平米的液氮生物储罐室中，放满了30来个容量为750升的“大罐子”，5.3万个如细菌、真菌、酵母等的微生物菌种暗藏其中。
“几乎所有的菌种都贮存于液氮中，生物材料都先在这里保藏并‘备份’。”辛玉华提起一个液氮罐盖子，蒸腾着的氮气扑面而来，记者下意识的往后退了下。透过缭绕的雾气，各式各样的微生物菌种在小铁盒子里“睡大觉”。
“液氮罐里的温度维持在-190℃左右，菌种在这里可以保存几十年。”辛玉华指着天花板说，当液氮变少时，楼上的“巨无霸”液氮罐会自动感应并及时添加，这些造价昂贵的“制冷剂”从天津直运而来。
来到低温冷藏室，好像进了银行的保险库。一排排直抵天花板的不锈钢铁柜，每个柜子整齐排列着很多像“抽屉”般的隔间。拉出一个“抽屉”，就能看到很多支真空小玻璃管里存放着不同编号的菌种。试管中装有淡黄色、已经干燥处理的保护剂，藏在其中的是“休眠”中的微生物，这种保藏方法就被称为真空冷冻干燥法。
经过双重“保险”保藏的菌种，一株菌售价只有500—1000元。作为公益性机构，保藏中心的价格不贵且质量有保证。值得注意的是，新的微生物物种需要经过保藏中心核实、保藏后才能在国际期刊生效发表，而这正是中国普通微生物菌种保藏中心具有的权威性。
一个菌种的“生死”循环
目前，保藏中心保存有各类微生物资源5700种、50000余株，用于ZL程序的生物材料有1万余株。那么，数目庞大的微生物资源，从“清醒”到被“沉睡”经历了什么？
“菌种被送来后，首先进行存活度和纯度检测，然后用基因测定来核实菌种的正确性，继而用真空冷冻干燥法或液氮超低温冻结法保存菌种。”辛玉华说，保藏菌种时一般两种方法会互为备份，使用液氮法保存6份，真空法则要备份12个。
“通过冷冻技术处理后，细菌就会处于休眠状态。如果要活化使用，则需通过相应的培养液进行活化，才能恢复活性。”辛玉华以格氏嗜盐碱杆菌为例说，复活菌种所需的营养为：20%的氯化钠，酪蛋白、氨基酸、pH值为9等，在适宜的温度和培养基中，这些沉睡的细菌便会被重新唤醒。
ZL靠前但“短板”尚存
如今，这里还保存着中科院微生物所送给毛主席的第一支灵芝菌种，有利于女性减肥的鼠李糖乳杆菌，还有可以减少田间施肥的同氮菌……
科学家相信，当今时代人类面临的挑战，包括养活众多的人口、生产可持续的能源、保护环境或减缓对环境的破坏，以及人类健康等等，都与生物学相关，可以从微生物世界中找到解决方案。
于是，越来越多的菌种被发现并唤醒后应用于人们生活。和其他知识产权ZL不同，微生物是唯一一种可通过ZL保护的生命形式，过去几年间，我国ZL微生物年保藏量增长速度一直位居世界第一。
在保藏中心工作了20年的辛玉华坦言，自2000年以来硬件设施得到极大改善，如今这里拥有了全世界一流的实验设备。但记者在实验室看到，像氨基酸分析仪、λ35紫外可见分光光度计及PTP1温控系统、Qpix2全自动菌落挑取系统、变性高效液相色谱仪等必备高端设备，均产自德国、美国、日本；而国产的仅有普通冰箱、电磁炉、色谱仪等低端设备。
“硬件设施和保藏技术都是国际先进，和国外的差距是菌种种类的多样性还不够丰富。”辛玉华介绍，美国典型菌种保藏中心为纯商业机构，菌种保藏的较全面、应用型也更强；德国微生物菌种保藏中心是欧洲规模最大的生物资源中心，细菌菌种保存见长；而半政府性质的荷兰微生物菌种保藏中心，真菌菌种最为齐全。
“保藏中心一方面通过各种途径广泛收集新物种及新用途菌株，另一方面也与国外一流的菌保中心互相交换菌种，进而补充丰富菌种种类。”辛玉华说，此前世界微生物数据中心发表了全球微生物资源数据共享北京宣言，倡导重大微生物信息化国际合作计划，推动全球微生物资源信息化建设迈向新高度。
