菌种是一个国家所拥有的重要生物资源，研究和选择良好的菌种保藏方法是微生物检测中一项重要工作，特别是从2005年版
《中国药典》开始要求对药品的无菌检测和微生物限度检测进行方法学验证，并规定所用标准菌种的传代次数不得超过5代。因此，菌种的纯度、活性、变异可直接影响检测结果，采用一种适宜的菌种保藏方法至关重要，可保持菌种原有的各种生物学特性，从而达到研究和检测的目的。自然条件下，菌种的污染、死亡及生产性能的下降是不可避免的。菌种保藏就是把从自然界分离到的野生型或经人工选育得到的优良菌种，用各种适宜的方法妥善保存，尽可能保持其原有的性状及活力，使之不死亡、不衰退、不变异、不被污染，以达到便于随时供应优良菌种给生产和科研进行研究、交换及使用。
遗传与变异是生物体最基本的属性之一，人类在生产实践中早就认识到遗传和变异及其相互的关系，如种瓜得瓜种豆得豆，青霉菌产生孢子繁殖的后代一定是青霉菌，这种亲代和子代相似的现象就叫遗传。但是遗传并不意味着亲代和子代的完全相同，事实上亲代和子代之间，子代的个体之间总有着不同程度的差异，这种子代和亲代之间表现出来的差异就是变异。遗传和变异是密切相关，缺一不可的，遗传是相对的，变异是绝对的，遗传中有变异，变异中有遗传，遗传和变异的辩证关系使微生物不断进化。生物通过遗传以保持物种的相对稳定性，而变异则促使新的性状的产生，为人类改造微生物提供理论依据，使微生物得到发展。
微生物的遗传和变异虽然在本质上与高等动、植物相同，但也有它自己的特点：
1.微生物代谢作用旺盛，有很高的繁殖速度，生活史周转快，环境因素可在短期内影响其生长和繁殖，容易发生变异，有利于自然选择和人工选择。
2.微生物细胞体积小，
表面积大，与外界环境直接接触。当环境条件变化剧烈时，大多数个体容易死亡而被淘汰，个别细胞则发生变异而适应新环境。
3.大多数微生物均进行无性繁殖，且营养体多为单倍体，便于建立纯系及长期保存大量品系，一旦发生变异能够迅速在形状上反映出来。
一、微生物的遗传
（一）遗传的物质基础
20世纪50年代以前，许多学者认为蛋白质对遗传变异起着决定性的作用，而通过对高等动物和植物染色体的化学分析，发现染色体由核酸和蛋白质组成，并且主要是
脱氧核糖核酸（DNA）组成。因此，要回答究竟是蛋白质还是核酸对遗传变异起着决定性的作用。人们认识到以微生物为研究材料具有特殊的优越性，于是通过以下三个经典的实验，充分证明了遗传变异的物质基础是核酸。一是1928年英国细菌学家
格里菲斯（Grifith）的肺炎双球菌的转化实验，二是1952年侯喜（Hershey）和蔡斯（Chase）的噬菌体感染实验，三是1956年
法郎克 -康勒特（Fraenkel-Conrat）的病毒的拆开和重建实验。
DNA是遗传物质，在真核微生物中主要集中于染色体上，在
原核微生物中则集中于核质中。有些病毒没有DNA，只有RNA，遗传物质就是RNA。
知识链接：
遗传变异有无物质基础以及何种物质可承担遗传变异功能的问题，是生物学中的一个重大理论问题。围绕这一问题，曾有过种种推测和争论。1983—1989年，Weisman提出了种质连续理论，还认为遗传物质是一种具有特定分子结构的化合物。到了20世纪初，发现了染色体并提出了基因学说，使得遗传物质基础的范围缩小到染色体上。通过化学分析进一步表明，染色体是由核酸和蛋白质这两种长链状高分子组成的。由于其中的蛋白质可由千百个
氨基酸单位组成，而氨基酸通常又有20多种，经过它们的不同排列和组合，可以演变出的不同蛋白质数目几乎可达到一个天文数字。而核酸的组成却简单得多，一般仅由4种不同的
核苷酸组成，它们通过排列和组合只能产生较少种类的核酸。
因此，当时认为决定生物遗传性的染色体和基因，其活性成分是蛋白质。只是到194年后，由于连续利用微生物这一有利的实验对象进行了三个著名的实验，才以确凿的事实证实了核酸（尤其是DNA）才是遗传变异的真正的物质基础。
（二）DNA的结构与复制
DNA具有不同于生物体内其他物质的独特的分子结构，
DNA分子结构的变化，是导致
生物多样性的内在原因。
1.DNA的结构
（1）DNA的化学组成：核酸有两种，即脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），它们都是由核苷酸聚合而成的大分子化合物，而核苷酸是由碱基、戊糖和磷酸三部分组成，组成DNA的戊糖是脱氧核糖，碱基是
腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。而组成RNA的戊糖是核糖，碱基是腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U），许多核苷酸按照一定的顺序连接在一起形成的多核苷酸长链就是DNA分子。
（2）DNA的双螺旋结构：
沃森（Watson）和克里克（Crick）于1953年提出DNA的双螺旋结构模型，认为DNA是由两条多核苷酸链构成，其中一条多核苷酸链的A、T、G、C
分别和另一条链的T、A、C、G相配对，两条多核苷酸链彼此互补和排列方向相反，这两条链之间靠碱基上的氢键作用相互联结，并且遵循碱基配对原则，即A必定与T互补，G
必定与C互补。A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。在空间上以右手旋转的方式围绕同一根主轴而形成的双螺旋所构成。
2.
DNA的复制 DNA是生物遗传变异的物质基础，DNA分子上储存着全部的遗传信息，生物遗传性就是由DNA分子中碱基对的数目和排列顺序所决定的。为了确保子代与亲代的遗传性状不变，必须将亲代DNA分子上的遗传信息原样地传给子代，即在母代细胞中DNA碱基对的数目和排列顺序必须准确地被复制，传递到子代细胞中去。
DNA的复制过程：首先DNA双螺旋从一端解开成为两条单链，然后以每条单链为模板，按照碱基配对原则，从细胞中摄取营养物质来合成完全互补的另一条核苷酸链，这样就由一条新合成的单链和原有的一条单链结合在一起形成一个新的双螺旋的DNA分子。由此一个DNA分子便产生了两个与原来DNA分子结构完全一样的新的DNA分子，由于新的DNA分子中都包含有原来DNA分子中的一条单链，所以，这种复制称半保留复制。
知识链接：
真核生物（人、高等动物、植物、
真菌、藻类及
原生动物）的遗传物质是DNA，其染色体由DNA和蛋白质等组成。真核生物的染色体不止一个，少的几个，多的几十个或更多，染色体呈丝状结构。原核微生物的染色体往往只有一个，是由单纯的DNA或RNA组成，染色体外的DNA称为细菌质粒。病毒中的遗传物质是DNA或RNA，为双链或单链，呈线状或环状，且病毒的核酸都不与蛋白质相结合。