关于微生物育种中化学诱变技术的综述.doc

关于微生物育种中化学诱变技术的综述姓名:周旭班级;11 生工 1学号: 20110801120 摘要: 化学诱变是一种传统而经典的微生物育种技术, 不仅在高产工业菌株选育中得到广泛应用, 而且近来还用于改造野生菌株代谢功能, 以发现新产活性产物。本文简要综述常用化学诱变剂及其作用机制,以及化学诱变技术在微生物育种领域中的新近应用研究进展。关键词:微生物育种;化学诱变剂; 诱变机制;应用 1 前言菌种优劣对于微生物药物的工业化生产具有决定性意义。野生菌株往往因产率低而不能直接用于工业生产, 而需要通过菌种改良, 选育高产优良菌株。微生物药物的工业化生产对菌株的这种需求带动了各种育种技术的蓬勃发展, 而育种技术则通过不断提供优良菌株又促进了微生物药物产业的持续发展。在育种研究中, 近来还发现有些突变株可代谢产生新产物, 具有可供作药源新菌株资源的潜在应用前景, 使育种技术进一步拓展了新的应用研究发展空间。微生物人工诱变育种技术按诱导突变类型可分为物理诱变、化学诱变和生物诱变三大类[1]。化学诱变是一种传统而经典的微生物育种技术, 不仅在高产工业菌株选育中得到广泛应用, 而且还用于改造野生菌株的代谢功能, 从而发现新产活性产物。在实际应用中, 化学诱变既有利用某一种化学诱变剂的单一诱变, 也有组合利用化学或其他多种诱变剂的复合诱变, 还有化学诱变联合抗生素抗性筛选等。本文简要综述常用化学诱变剂及其作用机制, 以及化学诱变技术在微生物育种领域中的新近应用研究进展。 2 常用化学诱变剂 2 .1 碱基类似物作为化学诱变剂的碱基类似物主要有嘧啶类似物和嘌呤类似物两大类。其中, 常用嘧啶类似物有 5- 溴尿嘧啶( 5-BU )、 5- ***尿嘧啶( 5-FU )、 6- 氮杂尿嘧啶( 6-NU ) 等; 嘌呤类似物有 2- 氨基嘌呤( 2-AP )、 6- 巯基嘌呤( 6-MP )、 8- 氮鸟嘌呤( 8-NG )等[2]。 2 .2 烷化剂烷化剂类化学诱变剂种类较多, 如硫芥( 氮芥)类、环氧衍生物类、乙撑亚***类、硫酸(磺酸)酯类、重氮烷类、亚硝基类等。其中,亚硝基乙基脲、亚硝基胍、硫酸二乙酯、***磺酸甲酯、***磺酸乙酯等较为常用。 2 .3 移码诱变剂移码诱变剂系指能够引起 DNA 分子中组成遗传密码的碱基发生移位复制, 致使遗传密码发生相应碱基位移重组的一类化学诱变物质, 主要为吖啶类杂环化合物, 常用的有吖啶橙和原黄素两种(图 1)。图1 吖啶橙和原黄素的结构 2 .4 其他类诱变剂(或协同诱变剂) 其他类较常用的还有亚***及其盐和部分金属化合物。 3 化学诱变剂致基因突变作用机制 3 .1 替代 DNA 中的正常碱基碱基类似物具有与正常碱基相同的分子骨架结构, 可替代正常碱基掺入到 DN A 分子中, 通过 DNA 复制过程造成碱基错配而发生突变,从而影响遗传特性。 3 .2 化学修饰 DNA 中碱基从而影响遗传特性 3 . 烷基化烷化剂类诱变剂主要通过对 DNA 分子中碱基的烷基化修饰,破坏正常生物学功能,从而影响遗传特性。这类诱变剂往往具有活泼的烷基化基团, 与水反应先形成碳正离子, 继而攻击 DNA 碱基中电荷密度高的亲核部位, 导致相应部位的烷基化。烷化剂类一般先攻击鸟嘌呤的 N-7 位,其次鸟嘌呤的 N-3 位和腺嘌呤的 N-3 位[ 2]