【正文】 2022年 9月 20日星期二 長江大學(xué)生科院生物工程系 69 ? 神舟七號飛船搭載微生物菌種包括 靈芝 、 平菇 、 蟲草 、 雙孢蘑菇 、 杏鮑菇 、 茶樹菇 6種19管 ? 中國南方航天育種技術(shù)研究中心和江西省農(nóng)科院微生物研究所共同合作，采用航天育種誘變技術(shù)培育出的金針菇 “ 航金１號 ” 和“ 航金２號 ” ，日前通過專家鑒定。 2022年 9月 20日星期二 長江大學(xué)生科院生物工程系 68 航天育種 所謂航天育種是利用空間環(huán)境 高真空 、 微重力 和 強(qiáng)輻射 的特點(diǎn)，在宇宙射線的輻射作用下，使生物的遺傳性狀發(fā)生變異，從而選育出優(yōu)良品種。然后稀釋涂平板，培養(yǎng)后挑單菌落進(jìn)行選擇。 2022年 9月 20日星期二 長江大學(xué)生科院生物工程系 65 （五）幾種誘變劑的使用方法 新鮮斜面菌種 +生理鹽水或緩沖液洗下 → 振蕩 →稀釋菌懸液 → 取 5ml菌懸液 → 無菌培養(yǎng)皿 → 磁力攪拌→ 15W、 30cm紫外燈（營養(yǎng)體 3~5min，芽孢 10min）照射 → 黑紙包好增殖培養(yǎng) → 挑單菌落 化學(xué)誘變（以亞硝酸為例） 亞硝酸易分解，故常在誘變前用亞硝酸鈉在 的醋酸緩沖液中生成亞硝酸的方法現(xiàn)配現(xiàn)用。 通過平板菌落預(yù)篩主要是淘汰那些低產(chǎn)菌株 ， 有的是根據(jù) 菌落形態(tài) 來淘汰 ， 如紅霉素產(chǎn)生菌 ， 若突變株是帶色素的 ， 往往是低產(chǎn)株應(yīng)淘汰；有的是根據(jù) 生化反應(yīng)特征 來淘汰 ， 如抑菌圈 、變色圈 、 透明圈或其他特異性反應(yīng)圈 。 ? 先平板菌落預(yù)篩 ， 再搖瓶振蕩培養(yǎng)復(fù)篩 大量菌落先經(jīng)過平板預(yù)篩 ， 保留 5%~10%的預(yù)篩菌株 （ 約200株 ） ， 再進(jìn)行搖瓶培養(yǎng) ， 復(fù)證被篩菌株的重演性 ， 同時(shí)從200株中篩選出更高產(chǎn)量的突變株 。 2022年 9月 20日星期二 長江大學(xué)生科院生物工程系 61 （ 三 ） 誘變篩選流程 (致死率 、 突變率 、 正變率 、 高產(chǎn)率 、 投產(chǎn)率 ) 出發(fā)菌種 斜面 或 搖瓶 培養(yǎng) 24h 細(xì)菌懸液 稀釋涂 平板 單孢子懸液 誘變處理 挑取單菌落 200個 搖瓶 初篩 50株 挑出高產(chǎn)斜面 留種保 藏菌種 傳種斜面 搖瓶 復(fù)篩 5株 挑出高產(chǎn)菌株 放大 罐 試驗(yàn) ， 中試考查 大型投產(chǎn)試驗(yàn) 2022年 9月 20日星期二 長江大學(xué)生科院生物工程系 62 誘變篩選 過 程 中的 致死率 、 突變率 、 正變率 、 高產(chǎn)率 、 投產(chǎn)率 2022年 9月 20日星期二 長江大學(xué)生科院生物工程系 63 （ 四 ） 篩選的方法 ? 隨機(jī)篩選 也稱搖瓶篩選 ， 具體做法是：將誘變處理后菌體分離到瓊脂平板上 ， 培養(yǎng)后 隨機(jī)挑選菌落 ， 一個菌落移入一支斜面 ，然后一支斜面的菌體接入一個三角瓶 ， 放置在搖床上振蕩培養(yǎng) ， 根據(jù)所測定產(chǎn)物活性的高低 ， 決定取舍 。 （ 3） 振蕩培養(yǎng)處理 ：即在搖瓶培養(yǎng)基中加入一定量的誘變劑 。 （ 2） 生長過程處理 ：適用于誘變作用強(qiáng)而致死率低的誘變劑 ， 或只在分裂過程中對 DNA起作用的誘變劑 ， 如秋水仙素 。 致死率 90%~ %（ 過去 ） 70%~80%（ 現(xiàn)在 ） 。 最適劑量是指能夠提高正突變株變異頻率幅度的誘變劑量 。 誘變劑作用細(xì)胞后 ， 對 DNA作用引起突變 ， 但不一定都能形成突變體 ， 原因是 菌體為了生存 ， 具有一套自我修復(fù)系統(tǒng) 。 ? 力求 90%以上為單孢子，制菌懸液用生理鹽水或緩沖溶液 。 ★ 對 菌株產(chǎn)量，形態(tài)、生理等情況了解； ★ 生長繁殖快，營養(yǎng)要求低，產(chǎn)孢子多且早； ★ 對誘變劑敏感； ★ 菌株要有一定的生產(chǎn)能力； ★ 多出發(fā)菌株：一般采用 3~4個出發(fā)菌株，在逐代處理后， 將產(chǎn)量高、特性好的菌株留作繼續(xù)誘變的出發(fā)菌株。 ? EMS（甲基硫酸乙酯） 是劇毒的誘變劑，在整個誘變過程，包括配制藥品、操作處理、保存等都要嚴(yán)守安全，不能接觸皮膚，所有接觸過 EMS的器皿，單獨(dú)用大量水沖洗洗滌，或用 10％ NaS2O3溶液浸泡過夜，再用清水沖洗干凈。 化學(xué)誘變劑使用過程的安全性 2022年 9月 20日星期二 長江大學(xué)生科院生物工程系 55 ? NTG(亞硝基胍） 是一種強(qiáng)烈致癌物質(zhì)，操作時(shí)要帶橡皮手套，穿工作服，帶口罩，用稱量瓶稱量，最好在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。 ● 激光和微波作為誘變劑，尚處于摸索階段。 誘變劑：能夠提高生物體突變頻率的物質(zhì)稱為誘變劑 誘變劑 表 21 物理的：紫外線 、 快中子 、 x射線等 化學(xué)的：硫酸二乙酯 、 亞硝基胍 、 Y啶類物質(zhì)等 { 生物的：噬菌體 、 轉(zhuǎn)座子 誘變育種的理論基礎(chǔ)是： 基因突變 ？ ● 紫外線使用時(shí)間較久，輻射光源便宜，危險(xiǎn)性小，誘變效果好應(yīng)用最廣泛，研究最多。條件一致。 ? 傳代穩(wěn)定性試驗(yàn)。厭氧微生物厭氧培養(yǎng)基靜置培養(yǎng) 。復(fù)篩條件已較接近發(fā)酵生產(chǎn)工藝。 ? 判斷 高產(chǎn)菌落 則根據(jù)：孢子生長有減弱的趨勢，菌落中等大小，菌落偏小但孢子生長豐富，孢子顏色有變淺的趨勢，菌落表面溝紋整齊，多、密且較直；分泌色素或逐漸變淺。用于特征明顯的微生物如絲狀真菌、放線菌及部分細(xì)菌。 單細(xì)胞 (孢子 )懸液的制備 平板分離 挑選單菌落 (注意形態(tài)的觀察 ) 發(fā)酵試驗(yàn) 2022年 9月 20日星期二 長江大學(xué)生科院生物工程系 46 自然選育方法 ? 通過表現(xiàn)形態(tài)來淘汰不良菌株； （初篩） ? 通過目的代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的考察；（復(fù)篩） ? 進(jìn)行遺傳基因型純度試驗(yàn)； ? 傳代穩(wěn)定性試驗(yàn)。 回復(fù)突變： 高產(chǎn)菌株在傳代的過程中 ， 由于自然突變導(dǎo)致高產(chǎn)性狀的丟失 ， 生產(chǎn)性能下降 ， 這種情況我們稱為回復(fù)突變 。 平衡 ：傾向于酮式或氨基式 2022年 9月 20日星期二 長江大學(xué)生科院生物工程系 44 自然選育在工業(yè)生產(chǎn)上的意義 意義： 自然選育是一種簡單易行的方法 ， 可達(dá)到純化菌種 、防止菌種退化 、 穩(wěn)定生產(chǎn) 、 提高產(chǎn)量的目的 。 ? 互變異構(gòu)效應(yīng) ：指四種堿基第六位上的酮基或氨基的瞬間變構(gòu)，會引起堿基的錯配。 一 、 自然選育 定義：不經(jīng)人工處理 ， 利用微生物的自然突變進(jìn)行菌種選育 的過程稱為自然選育 。 另一種是我們生產(chǎn)上希望看到的 ， 對生產(chǎn)有利 ， 這種突變成為 正突變 。 方法： 自然選育、誘變育種、細(xì)胞工程育種（雜交育種、原生質(zhì)體融合育種）、基因工程育種等。 返回 2022年 9月 20日星期二 長江大學(xué)生科院生物工程系 40 167。 嘌呤產(chǎn)生菌 生長圈法： 常用于分離篩選氨基酸、核苷酸和維生