微生物遺傳育種研究進展-文庫吧
2025-03-20 23:27 本頁面
【正文】 0nm，紫外輻射能作用于DNA，因此在260nm的紫外輻射是最有效的致死劑[2]。紫外輻射可以引起轉(zhuǎn)換、顛換、移碼突變或缺失等。紫外線是常用的物理誘變因子，是誘發(fā)微生物突變的一種非常有用的工具。由于紫外線的能量比X射線和γ射線低得多，在核酸中能造成比較單一的損傷，所以在DNA的損傷與修復(fù)的研究中，紫外線也具有一定的重要性。常用的電離輻射有X射線、γ射線、β射線和快中子等。如γ射線具有很高的能量，能產(chǎn)生電離作用，因而直接或間接地改變DNA結(jié)構(gòu)；電離輻射還能引起染色體畸變，發(fā)生染色體斷裂，形成染色體結(jié)構(gòu)的缺失、易位和倒位等。低能離子注入育種技術(shù)是近些年發(fā)展起來的物理誘變技術(shù)。該技術(shù)既以較小的生理損傷而得到較高的突變率、較廣的突變譜，而且具有設(shè)備簡單、成本低廉、應(yīng)運行和維修、對人體和環(huán)境無害等優(yōu)點。最近幾年，低能離子用于微生物誘變育種研究也取得可喜成績。目前利用離子注入進行微生物菌種選育時所選用的離子大多為氣體單質(zhì)離子，并且均為正離子，其中以N+為最多，也有報道使用其他離子的，如H+、Ar+、C6+。輻射能量大多集中在低能量輻射區(qū)[3]。阮麗娟等（1993年）用低能離子注入糖化酶生產(chǎn)菌，僅僅經(jīng)過l2年時間，[4]。氮離子注入法在近年來的生物育種上得到廣泛應(yīng)用，取得較好的效果[59]。菌種孢子經(jīng)過離子束轟擊，將氮離子注入菌種孢子內(nèi)，經(jīng)過生化反應(yīng)，氮離子取代了ＤＮＡ和RＮＡ堿基中的離子，形成了新的分子，改變了堿基的分子基團，從而改變了部分基因，達到基因突變的目的[58]。袁成凌等[10]（2003）研究表明，在離子注人（10KeV，31014N+/cm2）條件下，后代菌株離散程度明顯高于自然分離。經(jīng)連續(xù)誘變處理，最終獲得一株花生四烯酸高產(chǎn)菌I49N18，%，%。，%，且繼代遺傳功能穩(wěn)定，表明I49N18是一株極具工業(yè)化前景的高產(chǎn)菌，同時證明離子注人是一種有效的誘變手段。趙鳳祥等[11]（2010）氮離子注入方法對提高龜裂鏈霉菌的產(chǎn)量正向突變頻率有明顯效果。此外還有趙楠等[12]（2010），付桂杰等[13]（2013）先后采用氮離子注入井岡霉素產(chǎn)生菌誘變，選育春雷霉素高產(chǎn)菌株，且獲得高產(chǎn)菌株，呂維勛等[14]同樣也采用氮離子注入方法對非達霉素產(chǎn)生菌進行誘變篩選。除此之外，還有微波、雙向復(fù)合磁場、紅外射線和高能電子流等新誘變技術(shù)，它們與其他誘變源一起進行復(fù)合誘變，能起到很好的誘變效果，因此從某種意義上稱這些誘變源為“增變劑”[15]?；瘜W(xué)誘變劑是一類能與DNA起作用而改變其結(jié)構(gòu)，并引起DNA變異的物質(zhì)。其作用機制都是與DNA起化學(xué)作用，從而引起遺傳物質(zhì)的改變?；瘜W(xué)誘變劑包括烷化劑如甲基磺酸乙酯、硫酸二乙酯、亞硝基胍、亞硝基乙基脲、乙烯亞胺及氮芥等、天然堿基類似物、脫氨劑如亞硝酸、移碼誘變劑、羥化劑和金屬鹽類如氯化鋰及硫酸錳等。烷化劑是最有效，也是用得最廣泛的化學(xué)誘變劑之一，依靠其誘發(fā)的突變主要是GC~AT轉(zhuǎn)換，另外還有小范圍切除、移碼突變及GC對的缺失。化學(xué)誘變劑的突變率通常要比電離輻射的高，并且十分經(jīng)濟，但這些物質(zhì)大多是致癌劑，使用時必須十分謹慎[16]?；瘜W(xué)誘變作為一種經(jīng)典而傳統(tǒng)的育種技術(shù)，在育種研究領(lǐng)域仍然具有重要作用和地位，不僅在優(yōu)良高產(chǎn)工業(yè)菌株選育中一直得到廣泛應(yīng)用，近年來還在拓展藥源微生物菌株資源相關(guān)領(lǐng)域展露出新的應(yīng)用研究發(fā)展空間?；瘜W(xué)誘變與其他傳統(tǒng)誘變育種方法一樣，具有盲目性和隨機性等不足，但也有無需知曉遺傳背景和代謝途徑、操作簡便、不需要價格昂貴的現(xiàn)代高檔儀器設(shè)備等顯著優(yōu)勢。針對傳統(tǒng)誘變的這些不足，只要組合使用相關(guān)篩選技術(shù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)快速篩選目標菌株，化學(xué)誘變技術(shù)仍可通過優(yōu)化誘變篩選實驗操作程序，在微生物育種研究中進一步發(fā)揮不可替代的重要作用。迄今化學(xué)誘變育種研究多采用組合2種或2種以上化學(xué)或物理誘變因子的復(fù)合誘變方法。在實際實驗操作中，有用不同種類的單一誘變劑交替進行2輪或多輪誘變的，也有用2種誘變劑同時作用或依次作用誘變的，還有化學(xué)誘變結(jié)合抗生素抗性的篩選等多種方式。但為了篩選獲取目的菌株，無論何種誘變方式都要配合進行含量測定或相關(guān)活性篩選等工作[17]。生物誘變劑應(yīng)用面比較窄，因此應(yīng)用受到了限制。某一菌株長期使用誘變劑之
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