新技術(shù)育種優(yōu)秀公開課

第3章新技術(shù)育種原理及其進(jìn)展菌種選育

應(yīng)用微生物遺傳和變異理論，用人工方法(或自然)造成變異，再經(jīng)過篩選以得到人們所需菌種的過程。

菌種選育的目的是為了不斷提高發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，增加新產(chǎn)品和適應(yīng)工藝改革的要求。菌種選育的方向是選育“吃粗糧”、耐高溫、生長快、代謝旺、產(chǎn)量高、質(zhì)量好、無毒性的優(yōu)良菌株。自然選育誘變育種雜交育種基因工程育種原生質(zhì)體融合育種菌種選育方法（2）互變異構(gòu)體（tautomers）的存在引起堿基的錯配。C’與A、T’與G、A’與C、G’與T配對。復(fù)制時可引起堿基對的轉(zhuǎn)換。在DNA復(fù)制中錯誤引起的突變。

自然突變兩種情況：

生產(chǎn)上所不希望的：菌種的衰退和生產(chǎn)對生產(chǎn)有益的：

生產(chǎn)性能提高質(zhì)量下降

自然選育簡單易行，可以達(dá)到純化菌種、防止菌種衰退、穩(wěn)定生產(chǎn)、提高產(chǎn)量等目的。自然選育的最大缺點(diǎn)是效率低、進(jìn)展慢，很難使生產(chǎn)水平大幅度提高。（二）誘變育種

誘變育種就是人為地利用物理或化學(xué)等因素，使誘變對象細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，引起突變，并通過篩選獲得符合要求的變異菌株的一種育種方法。

誘變育種不僅可以提高菌種的生產(chǎn)能力，且可改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大品種和簡化生產(chǎn)工藝。

目前發(fā)酵工業(yè)中應(yīng)用的生產(chǎn)菌株大部分是誘變育種得來的。以青霉素為例，1943年開始生產(chǎn)時的效價僅為20U/ml，通過多次誘變育種現(xiàn)已達(dá)50000-100000U/ml。雖然遺傳工程等新的育種方法迅速發(fā)展，但誘變育種仍是目前廣泛使用的育種手段。基因突變的類型（根據(jù)遺傳信息的變化）

原序列5‘-AUGCCUUCAAGAUGUGGGMetProSerArgCysGly(1)同義突變5‘-AUGCCUUCAAGAUGUGGAMetProSerArgCysGly(2)錯義突變5‘-AUGCCUUCAGGAUGUGGAMetProSerGlyCysGly(3)無義突變

5‘-AUGCCUUCAAGAUGAGGAMetProSerArg(4)移碼突變

5‘-AUGCCUUCAAGU

GUGGGMetProSerSerVal誘變育種原理2、誘變育種的基本方法原始菌株（出發(fā)菌株）細(xì)胞或孢子懸液制備活細(xì)胞計(jì)數(shù)誘變劑處理活細(xì)胞計(jì)數(shù)中間培養(yǎng)突變株分離初篩復(fù)篩生產(chǎn)性能試驗(yàn)誘變預(yù)備處理誘變育種的工作程序誘變部分篩選部分（1）、出發(fā)菌株的選擇選擇時注意以下幾點(diǎn)：1）選擇對誘變劑敏感性強(qiáng)、變異幅度大的菌株作為出發(fā)菌株。2）最好選用已經(jīng)過生產(chǎn)選育的自發(fā)突變菌株。3）采用具有有利性狀的菌株作為親本，如生長速度快，營養(yǎng)要求低等。4）由于有些菌株在發(fā)生某一變異后會對其它誘變因素的敏感性提高，故有時可考慮選擇已發(fā)生其它變異的菌株作為出發(fā)菌株。例如，在金霉素生產(chǎn)菌的誘變中，失去（黃色）色素的變異菌株作為出發(fā)菌株則產(chǎn)量會不斷提高。（2）、單細(xì)胞（或單孢子）懸液制備一般均采用生理狀態(tài)一致的單細(xì)胞或單孢子懸液進(jìn)行誘變處理。？？因?yàn)?）分散狀態(tài)的細(xì)胞可均勻地接觸誘變劑2）可避免長出不純的菌落。

處理前，細(xì)胞應(yīng)盡可能達(dá)到同步生長狀態(tài)

細(xì)胞菌齡一般在對數(shù)期，

霉菌的菌絲一般是多核的，所以對霉菌的處理一般應(yīng)采用孢子懸浮液?？熘凶?/p>

中子是不帶電荷的粒子，可由回旋加速器、靜電減速器或原子反應(yīng)堆產(chǎn)生。中子不直接產(chǎn)生電離，但能使吸收中子的物質(zhì)的原子核射出質(zhì)子，因而快中子的生物學(xué)效應(yīng)幾乎完全是由質(zhì)子造成的。

中子分為快中子和慢中子?？熘凶拥哪芰繛?.2-10百萬電子伏特，慢中子能量為1/4至100電子伏特。

慢中子的效應(yīng)同射線、射線和電子等照射時引起的基本相同，快中子較X射線、射線具有較大的電離密度，因而能更多地引起點(diǎn)突變和染色體畸變。氮芥

氮芥為極易揮發(fā)的油狀物，它的鹽酸鹽是白色粉末，一般使用的是其鹽酸鹽。

應(yīng)用時先使氮芥鹽酸鹽與碳酸氫鈉其作用，釋放出氮芥子氣，再與細(xì)胞起作用而造成變異。

氮芥的誘變機(jī)制是它能引起染色體畸變。是被使用得最早的一種誘變劑。亞硝酸

常用的有效誘變劑，其誘變作用主要是脫去堿基中的氨基。

亞硝酸A——H（次黃嘌呤）C——UG——X（黃嘌呤）

亞硝酸很不穩(wěn)定，容易分解成水和硝酸酐，硝酸酐繼續(xù)分解放出NO和NO2。所以，可在臨用前將亞硝酸鈉放在pH4.5的醋酸緩沖液中，使先生成亞硝酸然后再使用。誘變劑的選擇1．堿基類似物和羥胺具有很高的特異性，但很少使用，回復(fù)突變率高，效果不大。2．亞硝酸和烷化劑應(yīng)用的范圍較廣，造成的遺傳損傷較多。其中亞硝基胍和甲基磺酸乙酯常被稱為“超誘變劑”，甲基磺酸乙酯是毒性最小的誘變劑之一。3．吖啶類誘變劑可以造成生化代謝途徑的完全中斷。4．紫外線仍十分有效。電離輻射是造成染色體巨大損傷的最好誘變劑，它能造成不可回復(fù)的缺突變。但它可能影響鄰近基因的性能。劑量確定誘變劑后，誘變劑劑量的選擇也是育種工作的一個關(guān)鍵問題。

對一般微生物而言，誘變率往往隨誘變劑劑量的增高而增高，但達(dá)到一定程度后，再提高劑量，反而會使誘變率下降。

目前的處理劑量已從以前采用的死亡率90-99.9%降低到70-80%，甚至更低的劑量，特別是對于經(jīng)過一再誘變的高產(chǎn)菌株。

劑量似乎也不宜過低，因?yàn)樵谑褂酶邉┝空T變時，除個別核被誘發(fā)變異外，還可以使其它的核破壞致死，最終能形成較純的變異菌落；另外，高劑量可能引起遺傳物質(zhì)的巨大損傷，產(chǎn)生回復(fù)突變少，促使變異后菌株的穩(wěn)定。

凡既能增加變異幅度，又能促使變異向正變范圍移動的劑量就是合適劑量。4、誘變劑專一性誘變劑誘導(dǎo)的堿基對取代的專一性已在大腸桿菌中進(jìn)行了廣泛的研究。NTG誘導(dǎo)的突變99%屬堿基轉(zhuǎn)換，其中95%是GC→AT的轉(zhuǎn)換。甲基磺酸乙酯誘發(fā)GC→AT轉(zhuǎn)換突變。4－硝基喹啉－1－氧化物以90%的概率誘發(fā)GC→AT的轉(zhuǎn)換。紫外線誘發(fā)了各種各樣的突變，但它太弱，對放線菌不太有用。無化學(xué)誘變劑能以誘發(fā)AT→CD的顛換作為主要的誘變方式。

處理方法單一誘變劑處理復(fù)合處理1）兩種或多種誘變劑先后使用2）同一誘變劑重復(fù)處理3）兩種或多種誘變劑同時使用

誘變劑的復(fù)合處理及其協(xié)同效應(yīng)（二）基因工程育種基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。這種技術(shù)是在生物體外，通過對DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。

1973年科恩(Cohen,S.)等人進(jìn)一步將酶切后的外源DNA片段與質(zhì)粒DNA鏈接起來,構(gòu)成一個重組質(zhì)粒(recombinantplasmid),并將這個重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌細(xì)胞。這些開創(chuàng)性的工作為基因工程建立了一套完整的方法和體系,成為現(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑。人們能在分子水平上對微生物的初級代謝和次級代謝生物合成中所涉及的各種基因進(jìn)行深入的研究并進(jìn)行定向改造，從而大大推動了菌種改良的進(jìn)程。通過重組DNA技術(shù)提高次級代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的主要方法包括:①轉(zhuǎn)座突變發(fā)生；②通過基因工程技術(shù)靶向刪除和復(fù)制基因；③通過原生質(zhì)體融合進(jìn)行基因重組。基因工程菌操作程序1、原理和方法在一個微生物菌種的初級代謝和次級代謝生物合成途徑中，常常有少則幾個多至幾十個基因參與，其中一些編碼了限速步驟的酶，這些所謂的關(guān)鍵酶基因表達(dá)量的多少直接與生物合成的速率有關(guān)。另外，抗生素等發(fā)酵產(chǎn)物的生物合成途徑中常會發(fā)生旁路代謝，產(chǎn)生一些不需要的副產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)類似物，這樣，不僅造成生物合成代謝流能量資源的浪費(fèi)，而且還會對下游的分離純化和產(chǎn)品的質(zhì)量帶來一定的影響。S底物P產(chǎn)物B1、B2副產(chǎn)物從育種的角度考慮，最為重要的是基因的高效表達(dá)。？？因?yàn)槟康幕虮徊迦肽撤N載體中，并不意味著這個基因就會表達(dá)或能高效表達(dá)。因此，選擇一個適宜的高效表達(dá)系統(tǒng)，才能保證表達(dá)產(chǎn)物能夠高效表達(dá)?；虮磉_(dá)系統(tǒng)原核表達(dá)系統(tǒng)真核生物表達(dá)系統(tǒng)

有酵母、絲狀真菌等目前常用大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、鏈霉菌等在眾多與生物合成有關(guān)的基因中，有些屬調(diào)節(jié)基因，調(diào)控了各種酶基因的啟動和關(guān)閉，它們對最終產(chǎn)物的合成往往是至關(guān)重要的。而大多數(shù)屬結(jié)構(gòu)基因，編碼了一些酶基因，通過在一個微生物中導(dǎo)入一些特定的外源酶基因，常常能給這個微生物的生物合成增加新的功能，達(dá)到合成新化合物的目的。方法：（1）通過基因克隆方法，交換或?qū)胂嚓P(guān)基因，通過基因量的增加或調(diào)控基因能力的加強(qiáng)提高微生物的合成能力；（2）通過阻斷不需要的旁路代謝途徑增加主要途徑的代謝流，從而達(dá)到減少副產(chǎn)品，提高主要產(chǎn)量的目的。原核生物基因表達(dá)的調(diào)控乳糖代謝基因表達(dá)調(diào)控圖解：(沒有乳糖時)Ｒ

Ｐ

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調(diào)節(jié)基因啟動子操縱基因結(jié)構(gòu)基因RNA聚合酶信使RNA轉(zhuǎn)錄翻譯阻抑物與操縱基因結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄受阻．阻抑物原核生物基因表達(dá)的調(diào)控乳糖代謝基因表達(dá)調(diào)控圖解：(有乳糖時)

Ｒ

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lacZlacY

lacA調(diào)節(jié)基因啟動子操縱基因結(jié)構(gòu)基因信使RNA轉(zhuǎn)錄翻譯阻抑物與乳糖結(jié)合后構(gòu)象發(fā)生了改變，因而不能與操縱基因結(jié)合，使得結(jié)構(gòu)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。阻抑物乳糖轉(zhuǎn)錄半乳糖苷酶透過酶轉(zhuǎn)乙酰酶乳糖分解代謝調(diào)控過程是一個自我調(diào)控過程

RNA聚合酶建立合適的宿主和載體系統(tǒng)——基因工程菌的穩(wěn)定性基因工程菌在傳代中常出現(xiàn)質(zhì)粒不穩(wěn)定現(xiàn)象。質(zhì)粒不穩(wěn)定可分為兩種：分裂不穩(wěn)定：是指基因工程菌分裂時，出現(xiàn)一定比例不含質(zhì)粒的子代菌。結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定：是指外源基因從質(zhì)粒上丟失、堿基重排或缺失，引起基因工程菌性能的改變。質(zhì)粒不穩(wěn)定的產(chǎn)生原因質(zhì)粒不穩(wěn)定常見的是分裂不穩(wěn)定。主要與兩個因素有關(guān)：

一是含質(zhì)粒菌產(chǎn)生不含質(zhì)粒子代菌的頻率。

二是含質(zhì)粒菌與不含質(zhì)粒菌的比生長速率差異的大小。含低拷貝數(shù)的工程菌產(chǎn)生不含質(zhì)粒子代菌的頻率高，因此，增加工程菌中質(zhì)?？截悢?shù)有利于提高質(zhì)粒穩(wěn)定性。含高拷貝數(shù)的工程菌產(chǎn)生不含質(zhì)粒子代菌的頻率較低，但是大量外源質(zhì)粒的產(chǎn)生，造成含質(zhì)粒菌比生長速率明顯低于不含質(zhì)粒菌，所以一旦產(chǎn)生了不含質(zhì)粒菌，能很快地取代質(zhì)粒菌，因此進(jìn)一步提質(zhì)?？截悢?shù)反而會增加含質(zhì)粒菌的生長負(fù)勢，影響質(zhì)粒的穩(wěn)定性。提高質(zhì)粒穩(wěn)定性的方法工程菌的培養(yǎng)一般采用分成兩階段培養(yǎng)法來提高質(zhì)粒穩(wěn)定性。第一階段：第二階段：以增加菌體的生長達(dá)到一定密度為目的，外源基因不表達(dá)，從而使工程菌與質(zhì)粒丟失菌的比生長速的差異減小，增加質(zhì)粒的穩(wěn)定性誘導(dǎo)外源基因的表達(dá)，可以在培養(yǎng)基中加入選擇性壓力如抗生素等，以抑制質(zhì)粒丟失菌的生長。2、轉(zhuǎn)座子突變（1）調(diào)節(jié)基因插入失活正負(fù)調(diào)節(jié)元素都能影響次級代謝物的生產(chǎn)，轉(zhuǎn)座子誘導(dǎo)應(yīng)該是一個破壞調(diào)節(jié)基因的有用方法。通常，破壞負(fù)調(diào)節(jié)基因能導(dǎo)致高產(chǎn)，而破壞正調(diào)節(jié)基因會降低產(chǎn)量?？蓪⒇?fù)調(diào)節(jié)基因刪除并在染色體的中性位點(diǎn)插入正調(diào)節(jié)基因使其重復(fù)來增加產(chǎn)量。利用轉(zhuǎn)座方法增加目標(biāo)產(chǎn)物的方法（2）插入失活競爭性的途徑轉(zhuǎn)座子還可以使競爭輔因子等關(guān)鍵前體的一些途徑失活，降低能源。轉(zhuǎn)座子插入誘導(dǎo)的突變譜與誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)的不一樣，NTG有利于經(jīng)單一氨基酸取代產(chǎn)生微小的改變，而轉(zhuǎn)座子通過極性效應(yīng)破壞基因和操縱子，從而導(dǎo)致基因的更改。（3）隨機(jī)插入啟動子IS493衍生的轉(zhuǎn)座子具有向外閱讀啟動子的活性，因此可利用這些轉(zhuǎn)座子在染色體上隨機(jī)插入啟動子。在玫瑰孢鏈霉菌（Streptomycesroseosporus)中進(jìn)行的一項(xiàng)轉(zhuǎn)座子誘變的研究表明，Tn5099能誘導(dǎo)導(dǎo)致達(dá)托霉素高產(chǎn)的突變。這株突變株的一些表型可歸因于可轉(zhuǎn)移的啟動子，一些負(fù)調(diào)節(jié)元素的失活或競爭性代謝過程的失活。啟動子的隨意插入是一個能與其它方法互補(bǔ)的用于菌種改良的強(qiáng)大的新技術(shù)。（三）原生質(zhì)體融合育種原生質(zhì)體融合（protoplastfusion）育種是雜交育種（基因重組）育種的一種特殊方式

通過基因重組可以使基因組成發(fā)生較大的改變，隨之使生物的性狀發(fā)生變化。

但對微生物育種來說，有性重組的局限性很大。因?yàn)槠癜l(fā)現(xiàn)有性雜交現(xiàn)象的微生物為數(shù)不多，在有工業(yè)價值的微生物中則更少；而且即使發(fā)生雜交，遺傳重組的頻率也不高，這就妨礙了基因重組在微生物育種中作用；另外，轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)等現(xiàn)象在微生物中亦不普遍。

原生質(zhì)體融合技術(shù)打破了這種不能充分利用遺傳重組的局面1、原生質(zhì)體融合的概念

——就是把兩個親本的細(xì)胞分別去掉細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體，將兩親本的原生質(zhì)體在高滲條件下混合，由聚乙二醇（PEG）作為助融劑，使它們互相凝集，發(fā)生細(xì)胞質(zhì)融合，接著兩親本基因組由接觸到交換，從而實(shí)現(xiàn)遺傳重組。1）、大幅度提高親本之間重組頻率。原生質(zhì)體剝離了細(xì)胞壁，去除了細(xì)胞間物質(zhì)交換的主要障礙，也避免了修復(fù)系統(tǒng)的制約；再加上促融劑的誘導(dǎo)作用，重組頻率顯著提高。2）、擴(kuò)大重組的親本范圍。2、原生質(zhì)體融合育種的優(yōu)點(diǎn)

如天藍(lán)色鏈霉菌的種內(nèi)重組頻率可達(dá)20%去除了細(xì)胞壁的障礙，親株基因組直接融合、交換，實(shí)現(xiàn)重組，不需要有已知的遺傳系統(tǒng)。3）、原生質(zhì)體融合時親本整套染色體參與交換，遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移和重組性狀較多，集中雙親優(yōu)良性狀機(jī)會更大。4）、可以和其它育種方法相結(jié)合，把由其他方法得到的優(yōu)良形狀通過原生質(zhì)體融合再組合到一個單株中。原生質(zhì)體融合的基本過程3、一般步驟4、原生質(zhì)體的制備與再生多用酶解法

細(xì)菌、放線菌溶菌酶酵母菌蝸牛酶霉菌纖維素酶等5、影響原生質(zhì)體制備的因素：1）菌體的預(yù)處理在使用脫壁酶處理以前，先用某些化合物對菌體進(jìn)行預(yù)處理，有利于原生質(zhì)體制備。如EDTA（乙二胺四乙酸）、甘氨酸、青霉素、D-環(huán)絲氨酸等2）菌體的培養(yǎng)時間一般選擇對數(shù)期后期的菌體進(jìn)行酶處理3）酶濃度一般來說，酶濃度增加，原生質(zhì)體的形成率增大；超過一定范圍，則原生質(zhì)體形成率提高不明顯。酶濃度過高，往往導(dǎo)致原生質(zhì)體再生率降低建議以使原生質(zhì)體形成率和再生率的乘積達(dá)到最大時的酶濃度作為最適酶濃度。4）酶解溫度◆溫度對酶解作用有雙重影響◆一般20～40℃5）酶解時間充足的酶解時間是原生質(zhì)體制備的必要條件；但太長會使再生率顯著降低6）滲透壓穩(wěn)定劑必須在高滲或等滲溶液中對不同菌種，應(yīng)采用不同的穩(wěn)定劑細(xì)菌、放線菌一般采用蔗糖、丁二酸鈉酵母采用山梨醇、甘露醇霉菌采用KCl和NaCl濃度一般0.3～0.8mol/L6、親本原生質(zhì)體融合（和再生）◆

促融劑常用

聚乙二醇(polyethyleneglycol;PEG)4000和6000

PEG可使原生質(zhì)體的膜電位下降，然后原生質(zhì)體通過Ca2+交換而促進(jìn)凝集

PEG滲透壓的脫水作用，擾亂了分散在原生質(zhì)體膜表面的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的排列，提高了脂質(zhì)膠粒的流動性，從而促進(jìn)了原生質(zhì)體的相互融合。◆

電場誘導(dǎo)也可促進(jìn)原生質(zhì)體融合◆重組能將不同來源的菌株的優(yōu)點(diǎn)集于一身，創(chuàng)造出性狀優(yōu)異的重組菌來生產(chǎn)重要的生物產(chǎn)品。7、原生質(zhì)體融合技術(shù)在微生物育種中的應(yīng)用已得到較好的應(yīng)用，例如◆二生素鏈霉菌通過原生質(zhì)體制備后再生，提高了螺旋霉素產(chǎn)量◆

釀酒酵母：可利用葡萄糖生產(chǎn)酒精，但不能利用淀粉和糊精

糖化酵母：能利用淀粉和糊精，但產(chǎn)酒精能力很差二者融合，獲得了可利用淀粉和糊精生產(chǎn)酒精的融合子據(jù)報道，至少有五種不同類型的基因控制了代謝物的生產(chǎn)：①編碼產(chǎn)物合成酶的結(jié)構(gòu)基因；②決定結(jié)構(gòu)基因啟動和表達(dá)的調(diào)節(jié)基因③決定產(chǎn)生菌對自身抗生素耐受性的抗性基因；④調(diào)節(jié)產(chǎn)物進(jìn)入、外排和分泌的滲透性基因；⑤控制提供前體和輔因子代謝途徑的調(diào)節(jié)基因。二、變異菌株的篩選技術(shù)同時，微生物代謝產(chǎn)物的高產(chǎn)大致受五個方面的影響：①增加前體池②增加、修飾和刪除調(diào)節(jié)基因；③更改啟動子、終止子和/調(diào)節(jié)子序列；④增加編碼催化瓶頸反應(yīng)的酶的拷貝數(shù)；⑤去除競爭性的非必需途徑。因此，突變處理后，如何從眾多的殘存菌株中獲得所需的突變株成為菌種改良成功與否的關(guān)鍵。由于經(jīng)誘變處理后提高產(chǎn)量的變異株仍屬少數(shù)，所以必須經(jīng)過大量的篩選工作，才能得到需要的菌株。通常有兩種方法用于篩選改良的微生物菌株：

隨機(jī)篩選和理化性選擇此外突變株的篩選可以是手工操作也可以是高度自動化。主要優(yōu)點(diǎn)是前期投入資金較少，缺點(diǎn)是需花費(fèi)大量的勞動力和時間。優(yōu)點(diǎn)節(jié)約勞動力和時間。缺點(diǎn)儀器昂貴手工篩選自動化篩選（一）隨機(jī)篩選隨機(jī)篩選的三個基本原則：突變、選擇和分析。即誘變處理后，從殘存者中隨機(jī)挑選菌株進(jìn)行固體或液體培養(yǎng)，測定它們的產(chǎn)量，選擇產(chǎn)量提高的突變株作為下一輪誘變處理的出發(fā)菌株。采用的分析方法有：生物鑒定、免疫分析、層析和HPLC等。通常需設(shè)計(jì)一個篩選程序，使用于發(fā)現(xiàn)改良菌株的方法的精確性和選擇性最大化，而使在處理未誘變的對照或參照樣品時的變異性最小化。進(jìn)一步影響隨機(jī)篩選的成功和加快菌株改良的因子還包括所需的產(chǎn)量改進(jìn)的程度、誘變突變頻率、突變選擇周期循環(huán)所需的時間和分析能力。隨機(jī)篩選的缺點(diǎn)：效率不高隨機(jī)篩選方法：

菌種經(jīng)誘變處理后，進(jìn)行平板分離，隨機(jī)挑選單菌落，從中篩選高產(chǎn)菌株。為了提高篩選效率，發(fā)展了一些快速篩選方法（包括搖瓶篩選法，瓊脂塊篩選法等），并歸納出篩選高產(chǎn)菌的培養(yǎng)基選擇準(zhǔn)則:

1、制備一系列含有各種類型營養(yǎng)成分（生長限制因素）培養(yǎng)基；

2、避免使用容易同化的碳源或氮源，（引起分解代謝物阻遏）；

3、加入緩沖液以減少