微生物育种论文.doc

微生物育种学的主要原理和技术摘要微生物育种是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造, 去除不良性质, 增加有益新性状, 以提高产品的产量和质量的一种育种方法。微生物的育种技术已从常规的突变和筛选技术发展到基因诱变、基因重组和基因工程等,育种技术的不断成熟, 大大提高了微生物的育种效果。本文将讲述微生物育种学的主要原理和技术。关键词:微生物育种原理方法技术 1. 微生物育种学的主要原理微生物育种是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造, 去除不良性质, 增加有益新性状, 以提高产品的产量和质量的一种育种方法。其原理如下: 生物进化过程中微生物形成完善的代谢调节机制→不会有代谢产物的积累→解除或突破微生物的代谢调节控制→目的产物积累→微生物育种的目的 2. 微生物育种学的主要技术 自然选育就是不经人工处理, 利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。一般认为自然突变有两种原因引起, 即多因素低剂量效应和互变异构效应。所谓多因素低剂量效应, 是指在自然环境中存在着低剂量的宇宙射线、各种短波辐射、低剂量的诱变物质和微生物自身代谢产生的诱变物质等作用引起的突变。互变异构效应是指四种碱基第六位上的***基或氨基的瞬间变构, 会引起碱基的错配。自然突变可能会产生两种截然不同的结果, 一种是菌种退化而导致目标产量或质量下降; 另一种是对生产有益的突变。为了保证生产水平的稳定和提高, 应经常地进行生产菌种自然选育, 以淘汰退化的, 选出优良的菌种。自然选育是一种简单易行的选育方法,可以达到纯化菌种,防止菌种退化,稳定生产,提高产量的目的。但是自然选育的效率低, 因此经常要与诱变育种交替使用, 以提高育种效率。由于 DNA 的半保留复制以及校正酶系的校正作用和光修复、切除修复、重组修复、诱导修复等作用, 使得自发突变几率极低, 一般为 10 -6~ 10 – 10。所以常规育种时间较长,工作量较大。通过常规育种提高菌种生产能力、筛选高产菌株的效率较低, 效果不明显。因此在生产实践中, 常规育种的主要目的是用来纯化、复壮、稳定菌种。 诱变育种微生物的诱变育种,是以人工诱变手段诱变微生物基因突变,改变遗传结构和功能,通过筛选,从多种多样的变异体中筛选出产量高、性状优良的突变株,并且找出发挥这个变株最佳培养基和培养条件, 使其在最合适的环境下合成有效产物。诱变育种和其他育种方法相比, 具有速度快、收益大、方法简单等优点, 是当前菌种选育的一种主要方法,在生产中使用的十分普遍。但是诱变育种缺乏定向性,因此诱变突变必须与大规模的筛选工作相配合才能收到良好的效果。目前, 人们用于诱变育种的诱变因素有物理因素和化学因素, 前者包括紫外线、激光、 X- 射线、γ- 射线和中子等; 后者主要是烷化剂(包括 EMS , EI, NEU , NMU , DES , MNNG , NTG 等) ,天然碱基类似物,亚***和***化锂等。在物理诱变因素中, 紫外线比较有效、适用、安全, 其他几种射线都是电离性质的, 具有穿透力, 使用时有一定的危险性, 化学诱变剂的突变率通常要比电离辐射的高, 并且十分经济, 但这些物质大多是致癌剂, 使用时必须十分谨慎。目前, 多种诱变剂的诱变效果、作用时间、方法都已基本确定, 人们可以有目的、有选择地使用各