微生物遺傳育種研究進(jìn)展

1、 .DOC資料. 題 目： 微生物遺傳育種研究進(jìn)展 姓 名： 毛德昌 學(xué) 號： 20171103014 專 業(yè)： 微生物學(xué) 方 向： 微生物生態(tài)學(xué) 任課教師： 李翠新（副教授） 2017年12月29日微生物遺傳育種研究進(jìn)展摘要：微生物育種是現(xiàn)代工業(yè)、醫(yī)藥、食品等行業(yè)生產(chǎn)中重要的一個環(huán)節(jié)，本文中介紹了幾種微生物育種的方法，包括誘變育種、雜交育種、代謝調(diào)控育種等育種方法，其中主要介紹微生物遺傳育種一種新的育種技術(shù)低能離子注入育種技術(shù)和原生質(zhì)體育種技術(shù)。低能離子注入育種技術(shù)為我國科學(xué)家所創(chuàng)建的一種技術(shù)，為微生物的育種工作提供了新的方法。關(guān)鍵詞：微生物育種，離子注入，原生質(zhì)體融合目錄TOC o 1-3

2、 h u HYPERLINK l _Toc17182 1前言 PAGEREF _Toc17182 1 HYPERLINK l _Toc13757 2自然選育 PAGEREF _Toc13757 1 HYPERLINK l _Toc25234 3誘變育種 PAGEREF _Toc25234 2 HYPERLINK l _Toc12329 3.1物理誘變 PAGEREF _Toc12329 2 HYPERLINK l _Toc25741 3.2化學(xué)誘變因子 PAGEREF _Toc25741 3 HYPERLINK l _Toc25493 3.3生物誘變因子 PAGEREF _Toc25493 4

3、 HYPERLINK l _Toc30416 3.4復(fù)合因子誘變與新型誘變劑 PAGEREF _Toc30416 4 HYPERLINK l _Toc7512 4雜交育種 PAGEREF _Toc7512 4 HYPERLINK l _Toc5510 4.1有性雜交 PAGEREF _Toc5510 4 HYPERLINK l _Toc1113 4.2準(zhǔn)性雜交 PAGEREF _Toc1113 5 HYPERLINK l _Toc8637 4.3原生質(zhì)體融合育種 PAGEREF _Toc8637 5 HYPERLINK l _Toc31782 4.3.1 原生質(zhì)體融合的促融方法 PAGEREF

4、 _Toc31782 6 HYPERLINK l _Toc17564 4.3.2原生質(zhì)體融合育種的應(yīng)用 PAGEREF _Toc17564 6 HYPERLINK l _Toc21977 4.4 代謝控制育種 PAGEREF _Toc21977 7 HYPERLINK l _Toc19768 5基因重組 PAGEREF _Toc19768 7 HYPERLINK l _Toc25863 6小結(jié) PAGEREF _Toc25863 8 HYPERLINK l _Toc26176 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc26176 81前言微生物是自然界中廣泛存在的生物群體，在工業(yè)、醫(yī)藥、食品、科研等行

5、業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用，在工業(yè)上是某些工業(yè)產(chǎn)物的產(chǎn)生個體，醫(yī)藥行業(yè)將的很多種藥物是來源于微生物個體的初級或次生代謝產(chǎn)物，方方面面都有微生物的影子，對于微生物育種最早是來源于什么時候，這個也許應(yīng)該可以追溯到人類對微生物的應(yīng)用。生活中到處都存在著微生物的影子，人類為了能夠更加充分的利用微生物，就會將個體形狀優(yōu)良的微生物保留下來，以便將其更好的利用，這邊開始了微生物的育種，兒這種育種似乎是對微生物的育種工作已經(jīng)開展，只是仍然停留在一個比較初步的階段。上世紀(jì)五十年以前對微生物的育種是在個體宏觀表現(xiàn)上的對人類有用的形狀上的育種工作，上世紀(jì)五十年代以后，DNA分子結(jié)構(gòu)的確立，微生物的各個基因結(jié)構(gòu)逐步得到闡釋，

6、微生物的各種代謝途徑調(diào)控機(jī)制也逐步得到解釋，對微生物進(jìn)行遺傳育種的方法也逐步開始出現(xiàn)多樣化。微生物遺傳育種的主要方法可以大概分為物理方法、化學(xué)方法和生物方法，或者將微生物的育種工作分為傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代生物技術(shù)育種，二者的區(qū)別在于是否有現(xiàn)代生物技術(shù)方法參與育種工作。2自然選育不經(jīng)人工處理，利用微生物的自然突變進(jìn)行菌種選育的過程稱為自然選育。這類突變沒有人工參與并非是沒有原因的，一般認(rèn)為自然突變有兩種原因引起，即多因素低劑量效應(yīng)和互變異構(gòu)效應(yīng)。所謂多因素低劑量效應(yīng)，是指在自然環(huán)境中存在著低劑量的宇宙射線、各種短波輻射、低劑量的誘變物質(zhì)和微生物自身代謝產(chǎn)生的誘變物質(zhì)等作用引起的突變?；プ儺悩?gòu)效應(yīng)是指四

7、種堿基第六位上的酮基或氨基的瞬間變構(gòu)，會引起堿基的錯配1。自然突變可能會產(chǎn)生兩種截然不同的結(jié)果，一種是菌種退化而導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)量或質(zhì)量下降；另一種是對生產(chǎn)有益的突變。為了保證生產(chǎn)水平的穩(wěn)定和提高，應(yīng)經(jīng)常地進(jìn)行生產(chǎn)菌種自然選育，以淘汰退化的，選出優(yōu)良的菌種。在工業(yè)生產(chǎn)上，由于各種條件因素的影響，自然突變是經(jīng)常發(fā)生的，也造成了生產(chǎn)水平的波動，所以技術(shù)人員很注意從高生產(chǎn)水平的批次中，分離高生產(chǎn)能力的菌種再用于生產(chǎn)。同時也可利用自發(fā)突變而出現(xiàn)的菌種性狀的變化，去選育優(yōu)良的菌株，如在味精發(fā)酵被噬菌體污染過程中，所選出的抗噬菌體菌株。自然選育是一種簡單易行的選育方法，可以達(dá)到純化菌種，防止菌種退化，穩(wěn)定生產(chǎn)，

8、提高產(chǎn)量的目的。但是自然選育的效率低，因此經(jīng)常要與誘變育種交替使用，以提高育種效率。3誘變育種1927年Miller發(fā)現(xiàn)X射線能誘發(fā)果蠅基因突變。之后人們發(fā)現(xiàn)其他一些因素也能誘發(fā)基因突變，并逐漸弄清了一些誘變發(fā)生的機(jī)理，為工業(yè)微生物誘變育種提供了前提條件。1941年Beadle和Tatum采用X射線和紫外線誘變紅色面包霉，得到了各種代謝障礙的突變株。這之后誘變育種得到了極大發(fā)展。誘變育種是以誘變劑誘發(fā)微生物基因突變，通過篩選突變體，尋找正向突變菌株的一種誘變方法。誘變劑有物理誘變劑、化學(xué)誘變劑和生物誘變劑。3.1物理誘變物理誘變劑包括紫外線、X射線、射線、激光、低能離子等。DNA和RNA的嘌呤

9、和嘧啶有很強(qiáng)的紫外光吸收能力，最大的吸收峰在260nm，紫外輻射能作用于DNA，因此在260nm的紫外輻射是最有效的致死劑2。紫外輻射可以引起轉(zhuǎn)換、顛換、移碼突變或缺失等。紫外線是常用的物理誘變因子，是誘發(fā)微生物突變的一種非常有用的工具。由于紫外線的能量比X射線和射線低得多，在核酸中能造成比較單一的損傷，所以在DNA的損傷與修復(fù)的研究中，紫外線也具有一定的重要性。常用的電離輻射有X射線、射線、射線和快中子等。如射線具有很高的能量，能產(chǎn)生電離作用，因而直接或間接地改變DNA結(jié)構(gòu)；電離輻射還能引起染色體畸變，發(fā)生染色體斷裂，形成染色體結(jié)構(gòu)的缺失、易位和倒位等。低能離子注入育種技術(shù)是近些年發(fā)展起來的

10、物理誘變技術(shù)。該技術(shù)既以較小的生理損傷而得到較高的突變率、較廣的突變譜，而且具有設(shè)備簡單、成本低廉、應(yīng)運行和維修、對人體和環(huán)境無害等優(yōu)點。最近幾年，低能離子用于微生物誘變育種研究也取得可喜成績。目前利用離子注入進(jìn)行微生物菌種選育時所選用的離子大多為氣體單質(zhì)離子，并且均為正離子，其中以N+為最多，也有報道使用其他離子的，如H+、Ar+、C6+。輻射能量大多集中在低能量輻射區(qū)3。阮麗娟等（1993年）用低能離子注入糖化酶生產(chǎn)菌，僅僅經(jīng)過l-2年時間，糖化酶生產(chǎn)菌活力已從平均發(fā)酵1.5萬單位提高到2萬單位，最高一株達(dá)2.6萬單位4。氮離子注入法在近年來的生物育種上得到廣泛應(yīng)用，取得較好的效果5-9。

11、菌種孢子經(jīng)過離子束轟擊，將氮離子注入菌種孢子內(nèi)，經(jīng)過生化反應(yīng)，氮離子取代了和R堿基中的離子，形成了新的分子，改變了堿基的分子基團(tuán)，從而改變了部分基因，達(dá)到基因突變的目的5-8。袁成凌等10（2003）研究表明，在離子注人（10KeV，31014N+/cm2）條件下，后代菌株離散程度明顯高于自然分離。經(jīng)連續(xù)誘變處理，最終獲得一株花生四烯酸高產(chǎn)菌I49-N18，該菌每升培養(yǎng)液可得生物量26.3g，干菌體中油脂含量為33.8%，其中花生四烯酸的含量占總脂的52.36%。而其AA產(chǎn)量高達(dá)4.66g/L，比對照N7菌株產(chǎn)量提高126.2%，且繼代遺傳功能穩(wěn)定，表明I49-N18是一株極具工業(yè)化前景的高產(chǎn)

12、菌，同時證明離子注人是一種有效的誘變手段。趙鳳祥等11（2010）氮離子注入方法對提高龜裂鏈霉菌的產(chǎn)量正向突變頻率有明顯效果。此外還有趙楠等12（2010），付桂杰等13（2013）先后采用氮離子注入井岡霉素產(chǎn)生菌誘變，選育春雷霉素高產(chǎn)菌株，且獲得高產(chǎn)菌株，呂維勛等14同樣也采用氮離子注入方法對非達(dá)霉素產(chǎn)生菌進(jìn)行誘變篩選。除此之外，還有微波、雙向復(fù)合磁場、紅外射線和高能電子流等新誘變技術(shù)，它們與其他誘變源一起進(jìn)行復(fù)合誘變，能起到很好的誘變效果，因此從某種意義上稱這些誘變源為“增變劑”15。3.2化學(xué)誘變因子化學(xué)誘變劑是一類能與DNA起作用而改變其結(jié)構(gòu)，并引起DNA變異的物質(zhì)。其作用機(jī)制都是與D

13、NA起化學(xué)作用，從而引起遺傳物質(zhì)的改變?；瘜W(xué)誘變劑包括烷化劑如甲基磺酸乙酯、硫酸二乙酯、亞硝基胍、亞硝基乙基脲、乙烯亞胺及氮芥等、天然堿基類似物、脫氨劑如亞硝酸、移碼誘變劑、羥化劑和金屬鹽類如氯化鋰及硫酸錳等。烷化劑是最有效，也是用得最廣泛的化學(xué)誘變劑之一，依靠其誘發(fā)的突變主要是GCAT轉(zhuǎn)換，另外還有小范圍切除、移碼突變及GC對的缺失。化學(xué)誘變劑的突變率通常要比電離輻射的高，并且十分經(jīng)濟(jì)，但這些物質(zhì)大多是致癌劑，使用時必須十分謹(jǐn)慎16?；瘜W(xué)誘變作為一種經(jīng)典而傳統(tǒng)的育種技術(shù)，在育種研究領(lǐng)域仍然具有重要作用和地位，不僅在優(yōu)良高產(chǎn)工業(yè)菌株選育中一直得到廣泛應(yīng)用，近年來還在拓展藥源微生物菌株資源相關(guān)領(lǐng)

14、域展露出新的應(yīng)用研究發(fā)展空間?；瘜W(xué)誘變與其他傳統(tǒng)誘變育種方法一樣，具有盲目性和隨機(jī)性等不足，但也有無需知曉遺傳背景和代謝途徑、操作簡便、不需要價格昂貴的現(xiàn)代高檔儀器設(shè)備等顯著優(yōu)勢。針對傳統(tǒng)誘變的這些不足，只要組合使用相關(guān)篩選技術(shù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)快速篩選目標(biāo)菌株，化學(xué)誘變技術(shù)仍可通過優(yōu)化誘變篩選實驗操作程序，在微生物育種研究中進(jìn)一步發(fā)揮不可替代的重要作用。迄今化學(xué)誘變育種研究多采用組合2種或2種以上化學(xué)或物理誘變因子的復(fù)合誘變方法。在實際實驗操作中，有用不同種類的單一誘變劑交替進(jìn)行2輪或多輪誘變的，也有用2種誘變劑同時作用或依次作用誘變的，還有化學(xué)誘變結(jié)合抗生素抗性的篩選等多種方式。但為了篩選獲取

15、目的菌株，無論何種誘變方式都要配合進(jìn)行含量測定或相關(guān)活性篩選等工作17。3.3生物誘變因子生物誘變劑應(yīng)用面比較窄，因此應(yīng)用受到了限制。3.4復(fù)合因子誘變與新型誘變劑某一菌株長期使用誘變劑之后，除產(chǎn)生誘變劑“疲勞效應(yīng)”外，還會引起菌種生長周期延長、孢子量減少、代謝減慢等，這對生產(chǎn)不利，在實際生產(chǎn)中多采用幾種誘變劑復(fù)合處理、交叉使用的方法進(jìn)行菌株誘變18。復(fù)合誘變是指兩種或多種誘變劑的先后使用、同一種誘變劑的重復(fù)作用、兩種或多種誘變荊的同時使用等誘變方法。普遍認(rèn)為，復(fù)合誘變具有協(xié)同效應(yīng)。如果兩種或兩種以上誘變劑合理搭配使用，復(fù)合誘變較單一誘變效果好。近年來，一些新型誘變劑被開發(fā)出來，并被證明有良好

16、的效果。1996年，離子束誘變用于右旋糖酐產(chǎn)生菌，得到產(chǎn)量提高36.5的突變株；1999年N2激光輻照谷氨酸產(chǎn)生菌鈍齒棒狀桿菌，谷氨酸產(chǎn)量和糖酸轉(zhuǎn)化率比對照提高31；此外，用紅外射線誘變果膠酶產(chǎn)生菌、雙向磁場應(yīng)用于產(chǎn)腈水合酶的諾卡氏菌種的誘變育種都得到了較好效果。4雜交育種雜交是指在細(xì)胞水平上進(jìn)行的一種遺傳重組方式。雜交育種是利用兩個或多個遺傳性狀差異較大的菌株，通過有性雜交、準(zhǔn)性雜交、原生質(zhì)體融合和遺傳轉(zhuǎn)化等方式，而導(dǎo)致其菌株間的基因的重組，把親代的優(yōu)良性狀集中在后代中的一種育種技術(shù)。通過雜交育種可以實現(xiàn)不同的遺傳性狀的菌株間雜交，使遺傳物質(zhì)進(jìn)行交換和重新組合，改變親株的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)，擴(kuò)大變

17、異范圍，獲得新的品種。同時不僅可克服因長期誘變造成的菌株活力下降，代謝緩慢等缺陷，也可以提高對誘變劑的敏感性，降低對誘變劑的“疲勞”效應(yīng)19-21。常見的雜交育種有有性雜交、準(zhǔn)性雜交和原生質(zhì)體融合三種。4.1有性雜交有性雜交是指不同遺傳型的兩性細(xì)胞間發(fā)生的接合和隨之進(jìn)行的染色體重組，進(jìn)而產(chǎn)生新遺傳型后代的一種育種技術(shù)。凡能產(chǎn)生有性孢子的真菌，原則上都能像高等動、植物雜交預(yù)育種相似的有性雜交方法來進(jìn)行育種20。一般方法是把來自不同親本、不同性別的單倍體細(xì)胞通過離心等方式使之密集地接觸，就有更多的機(jī)會出現(xiàn)種種雙倍體的有性雜交后代。在這些雙倍體雜交子代中，通過篩選，就可以得到優(yōu)良性狀的雜種。4.2準(zhǔn)

18、性雜交準(zhǔn)性雜交是在無性細(xì)胞中所有的非減數(shù)分裂導(dǎo)致DNA重組的過程，微生物雜交僅轉(zhuǎn)移部分基因，然后形成部分重組子，最終實現(xiàn)染色體交換和基因重組，在原核和真核生物中均有存在。準(zhǔn)性雜交的方式主要有結(jié)合、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)，其局限性在于等位基因的不親合性。有性雜交和準(zhǔn)性雜交的常規(guī)形式見表1。表1 微生物常規(guī)的雜交形式類別雜交方式供體與受體細(xì)胞關(guān)系參與交換的遺傳物質(zhì)原核微生物接合體細(xì)胞暫時溝通部分染色體雜合轉(zhuǎn)化細(xì)胞不接觸，吸收游離DNA 片斷個別或少數(shù)基因雜合轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞不接觸，質(zhì)粒、噬菌體介導(dǎo)個別或少數(shù)基因雜合真核微生物有性生殖生殖細(xì)胞融合或接合整套染色體高頻率重組準(zhǔn)性生殖體細(xì)胞接合整套染色體低頻率重組4.3原生

19、質(zhì)體融合育種原生質(zhì)體融合育種（protoplast fusion）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的基因重組技術(shù)。通過2個遺傳性狀不同的親株原生質(zhì)體融合從而達(dá)到雜交的目的。1960年，法國的Barsi研究小組在進(jìn)行2種不同動物細(xì)胞混合時發(fā)現(xiàn)了自發(fā)融合現(xiàn)象，同時日本的Dkada發(fā)現(xiàn)仙臺病毒可誘發(fā)內(nèi)艾氏腹水病細(xì)胞彼此融合，從而開始了細(xì)胞融合的探索。1974年，匈牙利的Fereczy等22采用離心力誘導(dǎo)的方法實現(xiàn)了白地霉（Creotrichum candidum）營養(yǎng)缺陷型突變株原生質(zhì)體的融合：隨后人們相繼用NaCl、KCl和Ca（NO3）2等作為誘變劑進(jìn)行融合，但融合率比較低。1978年，國際工業(yè)微生物

20、遺傳學(xué)討論會提出了原生質(zhì)體的融合問題，使這一技術(shù)迅速擴(kuò)展到了育種領(lǐng)域。1979年，匈牙利的Pesti等23首先提出了運用融合育種技術(shù)提高青霉素產(chǎn)量的報告，從而開創(chuàng)了原生質(zhì)體融合技術(shù)在遺傳育種中的應(yīng)用。微生物原生質(zhì)融合技術(shù)是體內(nèi)基因重組的一種方法，是在動植物細(xì)胞融合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。是將遺傳性狀不同的兩種菌（包括種間、種內(nèi)和屬間）融合為一個新細(xì)胞的技術(shù)，其優(yōu)點在于：（1）重組頻率較高：（2）受接合型和致育型的限制小，將原生質(zhì)體進(jìn)行融合與細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)無關(guān)，二親株中任何一株都可起受體與共體的作用，這有利于不同種屬間微生物的雜交：（3）遺傳物的傳遞更為完善，原生質(zhì)融合是二親株的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核進(jìn)行類似

21、合二為一的過程，既有質(zhì)配又有核配，原核微生物可以有2個或多個完整的基因組攜帶到一起的機(jī)會，放線菌中還能形成短暫的或擬雙倍體的融合物，在真菌中能形成暫時的或穩(wěn)定的雙倍體。原生質(zhì)融合技術(shù)主要包括原生質(zhì)體的制備、原生質(zhì)體的融合、原生質(zhì)體的再生和融合子的選擇等步驟。4.3.1 原生質(zhì)體融合的促融方法由于在自然條件下， 原生質(zhì)體發(fā)生融合的頻率非常低， 所以在實際育種過程中要采用一定的方法進(jìn)行人為地促融合。（1）化學(xué)法用化學(xué)融合劑促進(jìn)原生質(zhì)體融合。化學(xué)試劑中最常用的是PEG 結(jié)合高Ca2+、pH誘導(dǎo)法。優(yōu)點：不需要特別的儀器設(shè)備，操作簡便。缺點：原生質(zhì)體聚集成團(tuán)的大小不易控制，且PEG本身對原生質(zhì)體具有一

22、定的毒性，可能影響原生質(zhì)體的再生，另外融合率不高。（2）物理法用物理的手段（如電場、激光、超聲波、磁聲等）使親本的原生質(zhì)體發(fā)生融合。最常用的主要有電處理融合法、激光誘導(dǎo)融合法以及在電融合技術(shù)上改進(jìn)的方法等。優(yōu)點：電融合條件可控，融合率高，無毒。缺點：設(shè)備條件要求高，費用較高。（3）生物法紫外滅活的病毒膜片能使細(xì)胞間產(chǎn)生凝聚和融合。病毒制備困難，操作復(fù)雜，試驗重復(fù)性差，融合率很低，適用于動物細(xì)胞融合。4.3.2原生質(zhì)體融合育種的應(yīng)用蔣文泓等24以禽多殺性巴氏桿菌（Pasteurel lamultocida）5:A弱毒菌株與禽大腸桿菌O2弱毒菌株作親本進(jìn)行原生質(zhì)體融合，成功獲得3株具有雙親耐藥性和

23、雙親菌體血清型的融合菌株，為進(jìn)一步研制細(xì)菌多聯(lián)高效弱毒菌苗開辟了新途徑。石海波等25將副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei HD1.7）與小白鏈霉菌（Streptomy cesalbulus）進(jìn)行原生質(zhì)體融合，獲得了產(chǎn)生廣譜高效肽類天然防腐劑的融合菌株。金玉娟等26采用原生質(zhì)體融合技術(shù)對G+的鏈霉素抗性紅霉素敏感的芽孢桿菌B12-13-2和G-的紅霉素抗性鏈霉素敏感的歐文氏菌E26-2-3進(jìn)行多批次原生質(zhì)體融合，從穩(wěn)定的284株融合子篩選到6株脫膠能力強(qiáng)的融合菌株，降低了脫膠成本，使生物脫膠實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，避免了由化學(xué)脫膠工藝而引起的嚴(yán)重環(huán)境污染。裘娟萍等27以原生質(zhì)體融合

24、技術(shù)構(gòu)建廣譜抗噬菌體菌株。肖在勤等28將熱滅活的鳳尾菇原生質(zhì)體與金針菇原生質(zhì)體融合，選出雙親細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核都融合的無鎖狀聯(lián)合菌株，經(jīng)融合核分裂技術(shù)處理后，融合核分裂成為具有鎖狀聯(lián)合的雙核菌株。近年來，滅活原生質(zhì)體融合、離子束細(xì)胞融合、非對稱細(xì)胞融合以及基因重排分子育種等新方法相繼提出并且應(yīng)用于微生物育種，這是原生質(zhì)體融合技術(shù)的新發(fā)展。4.4 代謝控制育種代謝控制育種興起于20世紀(jì)50年代末，以1957年谷氨酸代謝控制發(fā)酵成功為標(biāo)志，并促使發(fā)酵工業(yè)進(jìn)入代謝控制發(fā)酵時期。近年來代謝工程取得了迅猛發(fā)展，尤其是基因組學(xué)、應(yīng)用分子生物學(xué)和分析技術(shù)的發(fā)展，使得導(dǎo)入定向改造的基因及隨后的在細(xì)胞水平上分析導(dǎo)入

25、外源基因后的結(jié)果成為可能29。快速代謝控制育種的活力在于以誘變育種為基礎(chǔ)，獲得各種解除或繞過微生物正常代謝途徑的突變株，從而人為地使有用產(chǎn)物選擇性地大量生成積累，打破了微生物調(diào)節(jié)這一障礙。從微生物育種史中可以看出，經(jīng)典的誘變育種是最主要的育種手段，也是最基礎(chǔ)的手段，但它具有一定盲目性，代謝控制育種的崛起標(biāo)志著育種發(fā)展到理性階段，作為微生物育種最為活躍的領(lǐng)域而得到廣泛的應(yīng)用，它與雜交育種結(jié)合在一起，反映了當(dāng)代微生物育種的主要趨勢。代謝育種在工業(yè)上應(yīng)用非常廣泛。Tsuchida等采用亞硝基胍誘變等方法處理乳糖發(fā)酵短桿菌2256，最終選出一株L-亮氨酸高產(chǎn)菌，可在13%葡萄糖培養(yǎng)基中積累L-亮氨酸至

26、34g/L。代謝控制育種提供了大量工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)菌種，使得了氨基酸、核苷酸、抗生素等次級代謝產(chǎn)物產(chǎn)量成倍地提高，大大促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。5基因重組基因重組是遺傳的基本現(xiàn)象之一，菌株能夠經(jīng)過基因重組獲得新的遺傳型，從而獲得具有優(yōu)良性狀的菌種?；蛑亟M是雜交育種的理論基礎(chǔ)，由于雜交育種選用了已知性狀的供體菌和受體菌作為親本，所以不論是方向性還是自覺性，都比誘變育種前進(jìn)了一大步?；蚬こ逃N技術(shù)在許多方面都有突破性的進(jìn)展，主要體現(xiàn)以下幾方面：（1）目的基因的獲得，一般通過化學(xué)合成法、物理化學(xué)法、鳥槍無性繁殖法、酶促合成法、Norther雜交分析法、cDNA文庫篩選法、雜交篩選法等方法獲得目的基因；（

27、2）載體的選擇，基因工程載體主要是質(zhì)粒和病毒。載體一般為環(huán)狀DNA；（3）重組子體外構(gòu)建；（4）重組載體導(dǎo)人受體細(xì)胞；（5）重組體篩選和鑒定，以合適的篩選方法選擇具有最佳性能的突變重組子。6小結(jié)微生物遺傳育種在基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程和酶工程等現(xiàn)代生物技術(shù)的支持下，創(chuàng)造出許許多多的設(shè)計技巧、科技含量高、目的性強(qiáng)、勞動強(qiáng)度低、效果顯著的育種方法，為人類獲得穩(wěn)定性好、高產(chǎn)、新種類的工程菌株和開發(fā)新藥和工業(yè)產(chǎn)品，以及提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量提供了有力的保障。參考文獻(xiàn)1賀淹才.基因工程技術(shù)指南M.北京:科學(xué)出版社,1998, 922王付轉(zhuǎn),梁秋霞,李宗偉,等.誘變和篩選方法在微生物育種中的應(yīng)用J.洛陽

28、師范學(xué)院學(xué)報,2002,2:9598.3馮志華,孫啟玲.低能離子注入微生物育種及其機(jī)制研究進(jìn)展J.四川食品與發(fā)酵,2002,113(2):68.4吳定,路桂紅低能離子注入法誘變微生物育種J.新技術(shù)新工藝,2002,123,3232.5蔣世春,白驊宇,陶正利.氮離子注入柔紅霉素產(chǎn)生菌誘變高產(chǎn)菌株研究J.中國抗生素雜志,2000,25(6):409.6陳宇,林梓鑫,張峰,等.離子注入紅霉素產(chǎn)生菌誘變高產(chǎn)菌株及其機(jī)理初步研究J中國抗生素雜志,1997,22(6):410-414.7張寧,虞龍,沈以凌.氮離子注入番茄紅素產(chǎn)生菌誘變選育的研究J.輻射研究與輻射工藝學(xué)報,2008,26(5):285-28

29、8.8趙洪英,李彥,裴鴻嬌,等 離子束注入慶大霉素產(chǎn)生菌誘變效應(yīng)研究天津理工學(xué)院學(xué)報,2001,17(1):14-17.9趙鳳祥,高峰,董茗菊,等氮離子注入土霉素產(chǎn)生菌的誘變育種沈陽藥科大學(xué)學(xué)報,2010,27(5):403-405.10袁成凌,姚建銘,王紀(jì),等.低能離子注入在花生四烯酸(AA)高產(chǎn)菌株選育中的研究J.輻射研究與輻射工藝學(xué)報,2003(04):237-242.11趙鳳祥,高峰,董茗菊,等.氮離子注入土霉素產(chǎn)生菌的誘變育種J.沈陽藥科大學(xué)學(xué)報,2010,27(05):403-405.12趙南,吳冬蘭,唐洪啟,等. 氮離子注入井岡霉素產(chǎn)生菌誘變高產(chǎn)菌株的研究J. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報,2010,(04):122-123.13付桂杰,劉俊芳,王海慧,等. 氮離子注入法選育春雷霉素高產(chǎn)菌株和生產(chǎn)發(fā)酵J. 沈陽藥科大學(xué)學(xué)報,2013,(12):977-981.14呂維勛,林家富,任風(fēng)芝,等. 非達(dá)霉素產(chǎn)生菌氮