海洋微生物的分类及培养
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地球上约有80%的物种栖息在海水中，其中微生物种类超过百万种，但已经研究和鉴定过的微生物不到总量的5%。由于海洋环境的特殊性，海洋微生物具有独特的代谢方式，产生许多特殊结构和生理功能的活性物质。与海洋动植物相比，海洋微生物具有生长周期短、代谢易于控制、菌种可选育的优势，因此可通过大规模发酵实现工业化生产，其开发更具有自然资源的可持续利用性。
在研究早期，Macleod提出将微生物对Na+的生长需要作为海洋物种的限定，虽然这一定义仍被引用，但是部分海洋微生物在进化过程中具有适应陆地（低Na+）环境的潜力。目前，一般认为分离自海洋环境，正常生长需要海水，并可在低营养、低温条件下生长的微生物可视为严格的海洋微生物，而有些分离自海洋的微生物，其生长不一定需要海水，但可产生不同于陆生微生物的代谢物如含溴、碘的化合物，或拥有某些特殊的生理生化性质如盐耐受性，也被视为海洋微生物[1]。
海洋微生物种类繁多，据统计有200万~2亿种。可系统的分为病毒、古菌、细菌和真核生物[2、3]。
(1) 古菌是原核微生物的分支，与细菌在形态分化及生化特性上均有区别。（2）革兰氏阳性菌包括常见的放线菌。
此外，还可分为极端细菌（嗜冷、嗜热、嗜碱、嗜压等）、非极端细菌、放线菌、真菌等。
海洋微生物生存在海水和海泥中，在培养之前需要将其从生存环境中分离。所有用于分离陆生微生物的方法几乎都可用于海洋微生物的分离。但是有些海洋微生物的分离需要特殊条件，如需含有海水的培养基和调节水压；深海微生物需在高的静水压下从深海中分离等[4]。
由于海洋极其复杂的营养背景和物理条件在目前的技术条件下大多数海洋微生物都无法在实验室培养，目前只有不足5%的海洋微生物可以培养鉴定，从中发现的活性物质只占总数的1%[5]。一般是将冷冻保存的菌种接种在斜面培养基上，恒温培养，在培养过程中可以选择静置或使用摇床。发酵培养基一般包括：葡萄糖、蛋白胨、酵母粉、人工海水及营养成分（如马铃薯浸汁、牛肉浸膏等）。培养基还需设定pH值以及使用前高温高压来菌。摇床可以分散微生物，增大接触到培养基的微生物数目，因此比静置培养更加快速。培养放线菌或真菌时常常增加糖类物质。对于以产生代谢物为目的的发酵培养基，需随菌种及产物类型而变化, 如以制取bisucaberin 为目的时, Alterromonas 的发酵培养基需添加沙丁鱼和乌贼粉, 且用麦芽糖做主要碳源; 又如放线菌Chainiapurpurogena 产生benzanthraquinone 的培养基需加一种称KobuCha 的海草粉[6]。海洋微生物生物活性物质的产生与培
养条件紧密相关[7]。在培养许多海洋细菌时, 若把所有的常规培养基稀释, 并适当地增加NaCl浓度, 往往可能使其产生新的抗生素[8]。总体而言，在发酵过程中，发酵温度、pH值、通气量、接种量、发酵时间等均对菌体生长浓度和活性强度有影响，并且由于物种的不同，其影响也不尽相同。
温度对不同物种的影响，如图1所示[9]。对同一菌株，不同的温度下菌体生物量也不同，如图2所示[10]。
图1
图2
pH值对微生物的生长也有不同的影响，不同pH值的影响也不一样[10]。
图3
通气量、接种量以及发酵时间也有相同的特点。此外，发酵时间的影响有比较特殊的一点，微生物的菌体生物量会随时间不停增加，至到达到最大值，然后逐步降低；发酵液的活性会随着菌体生物量的增加而增加，在菌体生物量降低度之后，维持一段时间后下降[7]。发酵时间直接关系着发酵液的活性。一般来说微生物的次生代谢发生在生长后期，适时的收获菌液可以保证发酵液的最高活性，而过期发酵将导致发酵产物的结构改变或变质，同时由于生长后期菌体的自溶将释放出更多的胞内物质，发酵体系的酸碱度也将发生变化，从而导致产物的改变，必将给后期化合物的分离增加难度。综上，不同物种的所适合的培养条件都和不相同，需要具体的讨论，但一定要适时的收获菌液。
图4
参考文献：
[1] Okami Y. Marine microorganisms as a source of bioactive agents. [J]. Microb Ecol. 1986, 12:65-78.
[2] Woese C.R., Fox G. E. The concept of cellular evolution. [J]. Journal of molecular evolution. 1997, 10(1), 1-6
[3] 李越中, 陈琦. 海洋微生物资源多样性. [J]. 生物工程进展. 1998, 18(4): 34-41.
[4] 林永成, 周世宁, 乐长高. 海洋微生物活性代谢产物化学. [J]. 大学化学. 1996, 11(6): 1-7.
[5] Knight v, Sanglier JJ, Ditullio D, et al. Diversifying microbial natural products for drug discovery. [J]. Appl Microciol Biotechnol. 2003, 62(5-6): 1-28.
[6] 周世宁、林永成、姜广策. 海洋微生物的生物活性物质研究. [J]. 海洋科学. 1997, 3: 27-29.
[7] 李利君、蔡慧农、苏文金. 海洋微生物生物活性物质的研究. 集美大学学报(自然科学版). 2000, 5(2): 80-86.
[8] Hotta K. New aminoglycoside antibiotics, istamycinsAandB, J. Antibiot. 1979, 32: 964-966.
[9] 方金瑞，黄维真. 海洋极端微生物的分离及其开发研究. [J]. 中国海洋药物. 1996, 1: 5-10.
[10] 朱洪平. 中国东海海洋微生物环肽类活性物质研究.

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