工業(yè)發(fā)酵菌種選育1

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1、工業(yè)發(fā)酵菌種選育誘變育種以微生物的自然變異作為基礎的生產(chǎn)選種的機率并不很高，一個基因的自然突變頻率僅10-6-10-10左右。誘變育種：以誘發(fā)突變?yōu)榛A的育種，是迄今為止國內(nèi)外提高菌種產(chǎn)量、性能的主要手段。適于改良品種的個別性狀育種程序簡單，年限短變異的方向和性質(zhì)不定與其它育種方法結(jié)合使用，將發(fā)揮巨大作用提高突變率，擴大“變異譜”、創(chuàng)造新類型誘變育種的意義及特點概念以人工誘變手段誘發(fā)微生物基因突變，改變遺傳結(jié)構(gòu)和功能，通過篩選，從變異體中找出產(chǎn)量高、性狀優(yōu)良的突變株，并找出其最佳培養(yǎng)基和最佳培養(yǎng)條件，使其在最適的

2、環(huán)境條見下合成有效產(chǎn)物。誘變育種步驟★出發(fā)菌株的選擇處理菌懸液的制備誘變處理中間培養(yǎng)分離和篩選(一)出發(fā)菌株的選擇1．自然界新分離的野生型菌株，對誘變處理較敏感，容易達到好的效果。2．在生產(chǎn)中經(jīng)生產(chǎn)選種得到的菌株與野生型較相像，也是良好的出發(fā)菌株。3．每次誘變處理都有一定提高的菌株，往往多次誘變能積累較多的提高。(二)處理菌懸液的制備誘變育種要求所處理的細胞必須是對數(shù)生長期同步生長的細胞，并且是均勻狀態(tài)的單細胞懸液。為什么不選擇多細胞的菌懸液？為什么選擇對數(shù)生長期的菌？(三)誘變處理根據(jù)后面有關誘變劑及誘變處理的

3、介紹，結(jié)合誘變對象的實際，設計誘變處理方案。(四)中間培養(yǎng)由于在發(fā)生了突變尚未表現(xiàn)出來之前，有一個表現(xiàn)延遲的過程，即細胞內(nèi)原有酶量的稀釋過程(生理延遲)，需3代以上的繁殖才能將突變性狀表現(xiàn)出來。這個過程對今后的篩選和獲得穩(wěn)定菌株都是極為重要的。(五)分離和篩選篩選分初篩和復篩。初篩以迅速篩出大量的達到初步要求的分離菌落為目的，以量為主。復篩則是精選，以質(zhì)為主，也就是以精確度為主。因此在具體方法上就有差異。（二）誘變育種應注意的問題誘變成功的關鍵：出發(fā)菌株的選擇誘變因素的選擇誘變劑量的選擇單孢子（或單細胞）懸液的制

4、備出發(fā)菌株的選擇1．自然界新分離的野生型菌株，對誘變處理較敏感，容易達到好的效果。2．在生產(chǎn)中經(jīng)生產(chǎn)選種得到的菌株與野生型較相像，也是良好的出發(fā)菌株。3．已經(jīng)誘變過的菌株，再誘變易產(chǎn)生負突變，再度提高產(chǎn)量比較困難，但也有可能會發(fā)生正的突變。誘變因素的選擇誘變處理方法：物理誘變劑和化學誘變劑主要的誘變劑：紫外線、硫酸二乙酯和亞硝基甲醛尿等。誘變方法：單一誘變劑處理復合誘變劑處理物理誘變劑：射線如紫外線、X-射線、γ-射線，快中子；物理因素中目前使用得最方便而且十分有效的是紫外線。許多高產(chǎn)菌株的選育都用過紫外線，對于

5、一般實驗室、中小型工廠都適用，也很安全。其他的幾種射線都是電離性質(zhì)的，有一定的穿透力，一般都由專業(yè)人員在專門的設備中使用，否則有一定危險性?；瘜W誘變劑：堿基類似物、5—氟尿嘧啶、烷化劑等?；瘜W誘變劑中使用最多、最有效的是烷化劑。使用化學誘變劑的優(yōu)缺點：1、大多數(shù)情況下，就突變數(shù)量而言，要比電離輻射更有效。2、化學誘變劑是很經(jīng)濟的，因為只需要少量的合適的誘變劑，設備是實驗室的一般玻璃器皿，一個蒸氣罩。而用電離輻射進行工作時，設備費用大，并要注意安全性。3、大部分誘變劑是致癌劑，所以在使用中必須非常謹慎，要避免化學誘

6、變劑與皮膚接觸，且切勿吸入其蒸氣，有人對某些誘變劑極其敏感，甚至未直接接觸就會過敏，這就更要當心。不同的菌株選用不同的誘變劑！野生型菌株(遺傳性不穩(wěn)定):用緩和的誘變劑。遺傳性穩(wěn)定的菌株:先要用強烈的不常用的誘變譜廣的誘變劑處理，使其發(fā)生強烈的變異，然后再用緩和的誘變劑進行處理或多次自然分離。單孢子懸液的制備細胞的要求：處于對數(shù)生長期，并且是均勻狀態(tài)的單細胞懸液。獲得單細胞懸液的方法必須要有針對性。例如：誘變霉菌或放線菌時，應處理它們的孢子；誘變芽孢桿菌時，應處理它們的芽孢。（三）常用的物理誘變劑處理方法紫外線

7、誘變紫外線的主要作用光復活作用光譜范圍與有效光譜范圍40-390nm200-300nm；260nm如何避免光復活作用？紫外線誘變一般采用15W紫外線殺菌燈．燈與處理物的距離為15～30cm，照射時間依菌種而異，一般為幾秒至幾十分鐘。一般我們常以細胞的死亡率表示，希望照射的劑量死亡率控制在70～80%為宜。被照射的菌懸液細胞數(shù)，細菌為106個／ml左右，霉菌孢子和酵母細胞為106～107個／ml。由于紫外線穿透力不強，要求照射液不要太深，約0.5～1.0cm厚，同時要用電磁攪拌器或手工進行攪拌，使照射均勻。由于紫外

8、線照射后有光復活效應，所以照射時和照射后的處理應在紅燈下進行。(二)操作步驟1．將細菌培養(yǎng)液以3000r／min離心5min，傾去上清液，將菌體打散加入無菌生理鹽水再離心洗滌。2．將菌懸液放入一巳滅菌的，裝有玻璃珠的三角瓶內(nèi)用手搖動，以打散菌體。將菌液倒入有定性濾紙的漏斗內(nèi)過濾，單細胞濾液裝入試管內(nèi)，一般處于渾濁態(tài)的細胞液含細胞數(shù)可達108個／ml左右，作為待處理菌懸液。