菌种的诱变育种方法
菌种的诱变育种方法
要使发酵工业产品的种类、产量和质量有较大的改善，先必须选取性能优良的生产菌种。菌种选育包括根据菌种的自然变异而进行的自然选育，以及根据遗传学基础理论和方法利用诱变育种技术、原生质体融合技术、基因工程技术而进行的诱变育种、细胞工程育种、基因工程育种等。
诱变育种
诱变育种是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选少数符合育种目的的突变株，以供生产实践或科学研究用。诱变育种操作简单、快速，是目前被广泛使用的育种方法。当前发酵工业所使用的生产菌株，大部分都是通过诱变育种提高了生产性诱变育种的基本过程包括出发菌株的选择、单细胞或单孢子悬浮液的制备、诱变方法的选择、诱变处理、筛选等。
1.出发菌株的选择
用于诱变处理的起始菌株称为出发菌株。诱变的目的是提高代谢终产物或中间产物的产量、质量，或改变原有代谢途径，产生新的代谢产物。出发菌株的选择直接关系到诱变效果。出发菌株应选择具备定生产能力或某种优良特性的菌株，其遗传性状应该是纯的，有较高的生产能力，遗传性状稳定，并对诱变剂敏感。
以下几类菌株常用作出发菌株：类是从自然界直接分离得到的野生型菌株。这类菌株的特点是酶系完整，对诱变因素敏感，容易发生正突变（即产量和生产性状向好的方向改变），但是他们的生产性能通常较差；二类是经历过生产条件考验的菌株。这类菌株已有定的生产性状，对生产环境有较好的适应性，容易发生正突变，在诱变育种中经常采用；第三类是已经历过多次诱变处理的菌株。这类菌株的某些生理功能或酶系统有缺损，产量性状已达到定的水平，继续诱变容易产生负突变，产量和性状向差的方向改变。在实际生产过程中，般可选择类和第二类菌株，第三类菌株的应用情况比较复杂，如果将每次诱变处理后选出的性状较好的菌株作为出发菌株，继续诱变处理，也有可能得到好的结果。
2.单细胞或单孢子悬浮液的制备
菌悬液般要求菌体处于对数生长期，保持悬液的均性，并采取定的措施使细胞尽可能处于同步生长状态。为了保证诱变剂与每个细胞机会均等并充分地接触，避免细胞团出现，可用玻璃珠振荡打散细胞团，再用脱脂棉花或滤纸过滤，得到分散的菌体。对产芽孢的细菌好采用其芽孢制备悬液；对放线菌和霉菌好采用其孢子。
般真菌孢子或酵母菌细胞悬液的浓度为106~1010个-ml-1，放线菌或细菌为108个·ml-1。菌悬液般用生理盐水或缓冲溶液稀释。对于会引起ph变化的诱变剂，般使用缓冲溶液稀释。利用单细胞或单孢子悬浮液进行诱变处理的优点是能使分散状态的细胞均匀地接触诱变剂，尽可能避免出现表型延迟现象，从而避免出现不纯的菌落或者些优良的变异菌株在筛选时被错误淘汰。
3.诱变方法的选择
诱变方法的选择通常是根据经验。对于之前已发生过诱变的菌株，改变诱变剂的种类或许会有较好的效果。在众多的诱变剂中，亚硝酸、硫酸二乙酯等会引起碱基置换，较易发生回复突变；紫外线、60co和吖啶类物质等会引起染色体畸变、移码突变，不易回复，可得到突变性状较稳定的菌株。
诱变育种中还常常采取诱变剂复合处理，这种处理方法往往能使它们产生协同效应，般较单处理效果好。这是因为每种诱变剂有各自的作用方式，引起的变异有局限性，复合处理则可扩大突变的位点范围，使获得正突变菌株的可能性增大。复合处理可以将两种或多种诱变剂分先后或同时使用，也可重复使用同诱变剂。
4.诱变处理
诱变剂的作用是提高突变的频率，二是扩大产量变异的幅度，三是使产量变异朝正突变或负突变的方向移动。凡是在高突变率基础上既能扩大变异幅度，又能促使变异移向正突变范围的剂量，就是合适的剂量，需多次试验后确定。
不同种类和不同生长阶段的微生物对诱变剂的敏感性不同，所以在诱变处理前，般应先做诱变剂用量对菌体死亡数量的致死曲线，选择合适的处理剂量。般以导致微生物的死亡率在70%~80%为佳诱变剂量。死亡率表示诱变剂造成菌悬液中死亡菌体数占菌体总数的比率。不同诱变剂的剂量有不同表示方法，如紫外线和x射线是以强度来表示，化学诱变剂以在定温度下诱变剂的浓度和处理时间来表示。但是，仅仅采用理化指标控制诱变剂的用量常会造成偏差，不利于重复操作。例如，同样功率的紫外线照射诱变效应还受到紫外灯的质量及其预热时间，灯与被照射物的距离，照射时间，菌悬液的浓度、厚度及均匀程度等诸多因素的影响。
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诱变育种
诱变育种是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选少数符合育种目的的突变株，以供生产实践或科学研究用。诱变育种操作简单、快速，是目前被广泛使用的育种方法。当前发酵工业所使用的生产菌株，大部分都是通过诱变育种提高了生产性诱变育种的基本过程包括出发菌株的选择、单细胞或单孢子悬浮液的制备、诱变方法的选择、诱变处理、筛选等。
1.出发菌株的选择
用于诱变处理的起始菌株称为出发菌株。诱变的目的是提高代谢终产物或中间产物的产量、质量，或改变原有代谢途径，产生新的代谢产物。出发菌株的选择直接关系到诱变效果。出发菌株应选择具备定生产能力或某种优良特性的菌株，其遗传性状应该是纯的，有较高的生产能力，遗传性状稳定，并对诱变剂敏感。
以下几类菌株常用作出发菌株：类是从自然界直接分离得到的野生型菌株。这类菌株的特点是酶系完整，对诱变因素敏感，容易发生正突变（即产量和生产性状向好的方向改变），但是他们的生产性能通常较差；二类是经历过生产条件考验的菌株。这类菌株已有定的生产性状，对生产环境有较好的适应性，容易发生正突变，在诱变育种中经常采用；第三类是已经历过多次诱变处理的菌株。这类菌株的某些生理功能或酶系统有缺损，产量性状已达到定的水平，继续诱变容易产生负突变，产量和性状向差的方向改变。在实际生产过程中，般可选择类和第二类菌株，第三类菌株的应用情况比较复杂，如果将每次诱变处理后选出的性状较好的菌株作为出发菌株，继续诱变处理，也有可能得到好的结果。
2.单细胞或单孢子悬浮液的制备
菌悬液般要求菌体处于对数生长期，保持悬液的均性，并采取定的措施使细胞尽可能处于同步生长状态。为了保证诱变剂与每个细胞机会均等并充分地接触，避免细胞团出现，可用玻璃珠振荡打散细胞团，再用脱脂棉花或滤纸过滤，得到分散的菌体。对产芽孢的细菌好采用其芽孢制备悬液；对放线菌和霉菌好采用其孢子。
般真菌孢子或酵母菌细胞悬液的浓度为106~1010个-ml-1，放线菌或细菌为108个·ml-1。菌悬液般用生理盐水或缓冲溶液稀释。对于会引起ph变化的诱变剂，般使用缓冲溶液稀释。利用单细胞或单孢子悬浮液进行诱变处理的优点是能使分散状态的细胞均匀地接触诱变剂，尽可能避免出现表型延迟现象，从而避免出现不纯的菌落或者些优良的变异菌株在筛选时被错误淘汰。
3.诱变方法的选择
诱变方法的选择通常是根据经验。对于之前已发生过诱变的菌株，改变诱变剂的种类或许会有较好的效果。在众多的诱变剂中，亚硝酸、硫酸二乙酯等会引起碱基置换，较易发生回复突变；紫外线、60co和吖啶类物质等会引起染色体畸变、移码突变，不易回复，可得到突变性状较稳定的菌株。
诱变育种中还常常采取诱变剂复合处理，这种处理方法往往能使它们产生协同效应，般较单处理效果好。这是因为每种诱变剂有各自的作用方式，引起的变异有局限性，复合处理则可扩大突变的位点范围，使获得正突变菌株的可能性增大。复合处理可以将两种或多种诱变剂分先后或同时使用，也可重复使用同诱变剂。
4.诱变处理
诱变剂的作用是提高突变的频率，二是扩大产量变异的幅度，三是使产量变异朝正突变或负突变的方向移动。凡是在高突变率基础上既能扩大变异幅度，又能促使变异移向正突变范围的剂量，就是合适的剂量，需多次试验后确定。
不同种类和不同生长阶段的微生物对诱变剂的敏感性不同，所以在诱变处理前，般应先做诱变剂用量对菌体死亡数量的致死曲线，选择合适的处理剂量。般以导致微生物的死亡率在70%~80%为佳诱变剂量。死亡率表示诱变剂造成菌悬液中死亡菌体数占菌体总数的比率。不同诱变剂的剂量有不同表示方法，如紫外线和x射线是以强度来表示，化学诱变剂以在定温度下诱变剂的浓度和处理时间来表示。但是，仅仅采用理化指标控制诱变剂的用量常会造成偏差，不利于重复操作。例如，同样功率的紫外线照射诱变效应还受到紫外灯的质量及其预热时间，灯与被照射物的距离，照射时间，菌悬液的浓度、厚度及均匀程度等诸多因素的影响。
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