誘變育種

    微生物誘變育種是用人工誘變方法誘發(fā)微生物基因突變，通過(guò)隨機(jī)篩選，從多種多樣的突變體中篩選出產(chǎn)量高、性能優(yōu)良的突變體，并找出突變體的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，使突變體在zui適環(huán)境條件下大量合成目的產(chǎn)物。因此，誘變、篩選和改變環(huán)境因素是誘育種的三個(gè)重要環(huán)節(jié)，三者相輔相成，缺一不可。ELISA試劑盒

1.誘變育種的作用和特點(diǎn)

1．1誘變育種的作用

誘變育種的作用主要有以下幾方面。

(1)提高有效產(chǎn)物的產(chǎn)量通過(guò)誘變育種可以提高代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量。目前在大多數(shù)發(fā)中所使用的菌種都是通過(guò)誘變育種獲得的突變株。對(duì)新分離的野生型菌種，必須經(jīng)過(guò)次誘變育種才能提高菌種的水平，使之能滿足工業(yè)的需要；對(duì)菌種，也需要過(guò)誘變育種不斷提高產(chǎn)量，以降低成本。

(2)改善菌種特性，提高產(chǎn)品質(zhì)量通過(guò)誘變育種可以改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。如青霉素原始產(chǎn)生菌在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生黃色素，在產(chǎn)品的提取過(guò)程中很難除去，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。后來(lái)經(jīng)過(guò)誘變育種，獲得一株無(wú)色突變株，改進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量．也簡(jiǎn)化了提煉工藝，降低了成本。

    通過(guò)誘變育種還可以提高有效組分含量。大多數(shù)微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物如抗生素等都是多量分的，在多組分抗生素中，除了有效組分外，有不少是無(wú)效組分，甚至是有毒組分。通過(guò)誘變育種可以消除不需要的組分，如麥迪霉素產(chǎn)生菌通過(guò)誘變育種獲得了A1組分高的突變株又如考拉寧產(chǎn)生菌通過(guò)誘變育種獲得了A 2-2組分高含量的突變株。

    通過(guò)誘變育種可以改善菌種特性，選育出更適合于發(fā)酵工業(yè)的突變株。如選育產(chǎn)孢子能力強(qiáng)的突變株，可以降低種子工藝難度。選育產(chǎn)泡沫少的突變株，能節(jié)省消泡劑，提高水平，還能增加投料量，提高發(fā)酵罐的利用率。選育抗噬菌體突變株，可以使發(fā)酵過(guò)程免受噬菌體的感染。選育對(duì)溶氧要求低的突變株，可以在低溶氧的條件下保持高產(chǎn)，從而降低發(fā)酵過(guò)程的動(dòng)力消耗。選育發(fā)酵液黏度的突變株，有利于改善溶氧，并有利于提高過(guò)濾性能，選育發(fā)酵低熱突變株，可以降低夏季冷卻水的用量，從而降低成本。ELISA試劑盒

(3)開發(fā)新產(chǎn)品 通過(guò)誘變育種，可以獲得各種突變株，其中有些能改變產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，有些能去除多余的代謝產(chǎn)物，有些能改變?cè)写x途徑，合成新的代謝產(chǎn)物。例如四環(huán)素產(chǎn)生菌通過(guò)誘變育種獲得了6一去甲基金霉素或6-去甲基四環(huán)素的產(chǎn)生菌，6一去甲基金霉素是半合成二甲氨基四環(huán)素的原料。又如柔紅霉素產(chǎn)生菌通過(guò)誘變育種能篩選到14一羥基柔紅霉素(日霉素)的產(chǎn)生菌。利福霉素B產(chǎn)生菌通過(guò)誘變育種可以得到利福霉素SV的產(chǎn)生菌，利福霉素SV是利福霉素B的中間體，也是半合成利福霉素的原料。

1．2高產(chǎn)菌株誘變育種的特點(diǎn)

    誘變育種的主要目標(biāo)是選育某種代謝產(chǎn)物合成能力強(qiáng)的高產(chǎn)突變株。代謝產(chǎn)物能力強(qiáng)弱是一種數(shù)量性狀。

    生物的遺傳變異可歸納為質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀兩大類。大多數(shù)典型的遺傳性狀是不連續(xù)的．即不同的基因型產(chǎn)生相當(dāng)不同的表型。相互之間沒(méi)有重疊。如微生物孢子顏色、形狀、莢膜有無(wú)等形態(tài)特征，以及營(yíng)養(yǎng)缺陷型等生理特征。而數(shù)量性狀是一個(gè)連續(xù)分布內(nèi)的變化，例如抗生素、氨基酸、有機(jī)酸、核苷酸等微生物代謝產(chǎn)物的能力從高到低的差異是連續(xù)性差異。數(shù)量性狀是由多個(gè)基因的積累作用所控制，每個(gè)基因所起的作用是有限的，并且環(huán)境條件在決定表型上也起著很大的作用。數(shù)量性狀也被稱為多因子、多基因或多基因座性狀。

    除了質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀外，還有另一類性狀，它的表型差異是不連續(xù)的，但它的控制卻是數(shù)量的(連續(xù)的)。遺傳因子和環(huán)境因子結(jié)合使得某些個(gè)體從一個(gè)表型狀態(tài)達(dá)到另一個(gè)表型狀態(tài)的界限。糖尿病和癌癥就是這樣的例子，基因型帶來(lái)潛在的危險(xiǎn)，但基因型和環(huán)境的共同作用促使某些個(gè)體越過(guò)由健康到患病的界限。

    通常生物體系的變化程度大致處于正態(tài)分布中，這是一種理想的數(shù)學(xué)分布。它給出經(jīng)典的鐘形曲線。平均值s的區(qū)間內(nèi)包括68．3％的個(gè)體測(cè)量值，平均值1．96s的區(qū)間內(nèi)包括95％的個(gè)體測(cè)量值。

    由于數(shù)量性狀遺傳變異的這些特點(diǎn)，決定了高產(chǎn)菌株的誘變育種具有以下特點(diǎn)：①由于產(chǎn)量性狀受多基因控制，其誘變過(guò)程十分雜，誘變后產(chǎn)生高產(chǎn)突變株的頻率很低，因此，需要從大量群體中去篩選高產(chǎn)突變株，這就使得篩選工作量很大。②由于數(shù)量性狀的變異是連續(xù)的，選育高產(chǎn)菌株往往缺乏明確的正負(fù)效應(yīng)，造成篩選工作具有一定的盲目性。③產(chǎn)量突變是許多細(xì)微突變的多次積累，高產(chǎn)菌株選育中往往采用連續(xù)多步疊加累積誘變選育法，一般很難一次性得到產(chǎn)量大幅度提高的菌株。單個(gè)誘變階段產(chǎn)量提高幅度不高，一般僅5％～15％，這一幅度與親本群體的能力波動(dòng)范圍差不多，加上操作誤差也很大，有時(shí)甚至超過(guò)5％～15％，所有這些都增加了誘變育種工作的難度。ELISA試劑盒