第32卷第2期

2003年6月内蒙古师范大学学报自然科学(汉文)版JournalofInnerMongoliaNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Vol.32No.2Jun.2003

工业微生物育种技术研究进展

房耀维,范 琳,牛艳芳,张 功

(内蒙古师范大学生物系,内蒙古呼和浩特010022)

摘 要:工业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.工业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.

关键词:工业微生物育种;诱变育种;基因重组育种;基因工程育种

中图分类号:Q3-05 文献标识码:A 文章编号:1001-8735(2003)02-0158-04

1 常规育种

常规育种是以自然突变为基础,从中筛选出具有优良性状菌株的一种育种方法.一般情况下,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,发生自然突变的几率特别低,一般为10-6~10-10/BP,而且用于工业生产的菌株的性状往往由单一或少数基

[1]因控制,所以常规育种时间较长,工作量较大.曾在大肠杆菌(EscherichiaColi)中分离到一系列增变基因,主要有DNDE、MUTD、MUTT、DAM、MUTM、MUTH、MUTI、MUTS等

育种方法还是很低.,含有这类增变基因的菌类突变相对较高.富集法筛选技术的不断完善与改进,使常规育种效率有所提高,但选育效果较其他

2 诱变育种

1927年MILLER发现X-射线能诱发果蝇基因突变.之后人们发现其他一些因素也能诱导基因突变,并逐渐弄清了一些诱变因素的机理,为工业微生物诱变育种提供了前提条件.根据育种需要,有目的地使用诱变因素,可使菌株的基因发生突变以改良其生产性状.

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,前者包括激光、X-射线、C-射线快中子等.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,亚硝酸和氯化锂.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、有选择地使用各种诱变剂,以达到预期的育种效果.

诱变育种取得了显著的效果,如青霉素生产菌的产量在40年内就增加了300多倍,达到6000~8900u#mL-1[2];谷氨酸的生产菌株经紫外线诱变处理,发生了多方面的变异,产酸率提高了31%[3],菌体形态从典型的八字形变的长短不一,用电镜超薄切片观察其亚显微结构,发现细胞厚度及透光度发生变化;用亚硝酸钠、紫外线等物化方法诱变产碱性蛋白酶的地衣芽孢杆菌,使其从原来的以玉米粉为

收稿日期:2002-08-18

基金项目:内蒙古自然科学基金资助项目(200208020313)(,