微生物遺傳育種研究進(jìn)展-文庫吧資料
2025-04-10 23:27本頁面
【正文】 變劑的“疲勞”效應(yīng)[1921]。雜交育種是利用兩個或多個遺傳性狀差異較大的菌株，通過有性雜交、準(zhǔn)性雜交、原生質(zhì)體融合和遺傳轉(zhuǎn)化等方式，而導(dǎo)致其菌株間的基因的重組，把親代的優(yōu)良性狀集中在后代中的一種育種技術(shù)。1996年，離子束誘變用于右旋糖酐產(chǎn)生菌，％的突變株；1999年N2激光輻照谷氨酸產(chǎn)生菌—鈍齒棒狀桿菌，谷氨酸產(chǎn)量和糖酸轉(zhuǎn)化率比對照提高31％；此外，用紅外射線誘變果膠酶產(chǎn)生菌、雙向磁場應(yīng)用于產(chǎn)腈水合酶的諾卡氏菌種的誘變育種都得到了較好效果。如果兩種或兩種以上誘變劑合理搭配使用，復(fù)合誘變較單一誘變效果好。復(fù)合誘變是指兩種或多種誘變劑的先后使用、同一種誘變劑的重復(fù)作用、兩種或多種誘變荊的同時使用等誘變方法。生物誘變劑應(yīng)用面比較窄，因此應(yīng)用受到了限制。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中，有用不同種類的單一誘變劑交替進(jìn)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。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(biāo)菌株，化學(xué)誘變技術(shù)仍可通過優(yōu)化誘變篩選實(shí)驗(yàn)操作程序，在微生物育種研究中進(jìn)一步發(fā)揮不可替代的重要作用?；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。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。其作用機(jī)制都是與DNA起化學(xué)作用，從而引起遺傳物質(zhì)的改變。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(jìn)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]。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。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，%，%。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(tuán)，從而改變了部分基因，達(dá)到基因突變的目的[58]。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]。目前利用離子注入進(jìn)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(bào)道使用其他離子的，如H+、Ar+、C6+。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(yùn)行和維修、對人體和環(huán)境無害等優(yōu)點(diǎn)。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。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。紫外輻射可以引起轉(zhuǎn)換、顛換、移碼突變或缺失等。物理誘變劑包括紫外線、X射線、γ射線、激光、低能離子等。誘變育種是以誘變劑誘發(fā)微生物基因突變，通過篩選突變體，尋找正向突變菌株的一種誘變方法。1941年Beadle和Tatum采用X射線和紫外線誘變紅色面包霉，得到了各種代謝障礙的突變株。3誘變育種1927年Miller發(fā)現(xiàn)X射線能誘發(fā)果蠅基因突變。自然選育是一種簡單易行的選育方法，可以達(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。在工業(yè)生產(chǎn)上，由于各種條件因素的影響，自然突變是經(jīng)常發(fā)生的，也造成了生產(chǎn)水平的波動，所以技術(shù)人員很注意從高生產(chǎn)水平的批次中，分離高生產(chǎn)能力的菌種再用于生產(chǎn)。自然突變可能會產(chǎn)生兩種截然不同的結(jié)果，一種是菌種退化而導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)量或質(zhì)量下降；另一種是對生產(chǎn)有益的突變。所謂多因素低劑量效應(yīng)，是指在自然環(huán)境中存在著低劑量的宇宙射線、各種短波輻射、低劑量的誘變物質(zhì)和微生物自身代謝產(chǎn)生的誘變物質(zhì)等作用引起的突變。2自然選育不經(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。上世紀(jì)五十年以前對微生物的育種是在個體宏觀表現(xiàn)上的對人類有用的形狀上的育種工作
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