基因突變的應用

第4章基因突變的應用第一節(jié)誘變育種第二節(jié)突變株的篩選與應用第三節(jié)菌種退化及其防止現(xiàn)在是1頁\一共有65頁\編輯于星期五

第一節(jié)誘變育種

目前菌種選育常采用自然選育和誘變育種等方法，帶有一定的盲目性，尚屬于經(jīng)典育種的范疇。隨著微生物學、生化遺傳學的發(fā)展，出現(xiàn)了轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導、原生質(zhì)體融合、代謝調(diào)控和基因工程等較為定向的育種方法?，F(xiàn)在是2頁\一共有65頁\編輯于星期五一、自然選育

在生產(chǎn)過程中，不經(jīng)過人工處理，利用菌種的自然突變而進行菌種篩選的過程叫做自然選育。所謂自然突變就是指某些微生物在沒有人工參與下所發(fā)生的那些突變。一般認為引起自然突變有兩個原因：即多因素低劑量的誘變效應和互變異構(gòu)效應?，F(xiàn)在是3頁\一共有65頁\編輯于星期五

自然選育是一種簡單易行的選育方法，它可以達到純化菌種，防止菌種衰退、穩(wěn)定生產(chǎn)、提高產(chǎn)量的目的。但是自然選育的最大缺點是效率低、進展慢。因此，經(jīng)常把自然選育和誘變育種交替使用，這樣可以收到良好的效果。一般程序：⑴自然選育（自然分離）是把菌種制備成單孢子懸浮液；⑵經(jīng)過適當?shù)南♂屢院?，在固體平板上進行分離；⑶挑取部分單菌落進行生產(chǎn)能力的測定；⑷經(jīng)反復篩選，以確定生產(chǎn)能力更高的菌株代替原來的菌株?，F(xiàn)在是4頁\一共有65頁\編輯于星期五二、誘變育種1、誘變育種的基本原理誘變育種的理論基礎是基因突變，所謂突變是指由于染色體和基因本身的變化而產(chǎn)生的遺傳性狀的變異。突變主要包括染色體畸變和基因突變二大類?，F(xiàn)在是5頁\一共有65頁\編輯于星期五根據(jù)突變發(fā)生的原因又可分為自然突變和誘發(fā)突變。自然突變是指在自然條件下出現(xiàn)的基因突變。誘發(fā)突變是指用各種物理、化學因素人工誘發(fā)的基因突變。誘變因素的種類很多，有物理的、化學的和生物的三大類。經(jīng)誘變處理后，微生物的遺傳物質(zhì)、DNA和RNA的化學結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而引起微生物的遺傳變異。現(xiàn)在是6頁\一共有65頁\編輯于星期五2、誘變育種在育種工作中的作用（1）提高目標產(chǎn)物的產(chǎn)量菌株NRRL-B25的誘變過程Strain Mutagen Yield(U/ml)TimeNRRL-B25 250 1943NRRL-X1612 X-rays 500 1943NRRL-Q176 UVlight 850 1945NRRL-WIS-47-1564UVlight 850 1947--- --- 50000 1977現(xiàn)在是7頁\一共有65頁\編輯于星期五（2）改善菌種特性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，簡化工藝條件現(xiàn)在是8頁\一共有65頁\編輯于星期五（3）開發(fā)新產(chǎn)品

慶大霉素生產(chǎn)菌棘狀小單孢菌耐受無機磷突變株MechinosporaMutant129-P1產(chǎn)生一種新的氨基糖苷抗生素復合物GP，經(jīng)分離純化獲兩個單組分GPA和GPB。研究結(jié)果證明抗生素GPB與紫色小單孢菌突變株M.Purpureaji20所產(chǎn)生的抗生素JI-20同質(zhì)，抗生素GPA與相模灣小單孢菌突變株

M.sagamiensisNRRL110060/31生物轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物抗生素TBJ-B同質(zhì)。（4）給代謝調(diào)控育種提供技術(shù)手段現(xiàn)在是9頁\一共有65頁\編輯于星期五3、誘變育種工作中應注意的問題A選擇好出發(fā)菌株選好出發(fā)菌株對誘變效果有著極其重要的作用。有些微生物比較穩(wěn)定，其遺傳物質(zhì)耐誘變劑的作用強。如果用這種菌株于生產(chǎn)是很有益的，而用作出發(fā)菌株則不適宜。用作誘變的出發(fā)菌株必須對它的產(chǎn)量、形態(tài)、生理等方面有相當了解。挑選出發(fā)菌株的標準是產(chǎn)量高、對誘變劑的敏感性大、變異幅度廣，再確定誘變劑的使用及篩選條件?，F(xiàn)在是10頁\一共有65頁\編輯于星期五B復合誘變因素的使用在微生物誘變育種中，可利用各種物理、化學誘變因素來處理菌種。對野生型菌株單誘變因素有時也能取得好的效果，但對老菌種單一誘變因素重復使用突變的效果不高，這時可利用復合因素來擴大誘變幅度，提高誘變效果?，F(xiàn)在是11頁\一共有65頁\編輯于星期五C劑量選擇各種誘變因素有它們各自的誘變劑量單位，如紫外線劑量單位用焦耳，x一射線劑量單位是庫（侖）每千克，中子劑量單位是戈?；瘜W誘變因素一般是以溶液濃度來計算劑量單位的。對不同微生物使用的劑量是不同的，致死率取決于誘變劑量，而致死率和變異率之間有一定關系。因此可以用致死率作為選擇適宜劑量的依據(jù)?，F(xiàn)在是12頁\一共有65頁\編輯于星期五D變異菌株的篩選誘變育種工作的一個主要任務是獲得高產(chǎn)變異菌株。從經(jīng)誘變的大量個體中挑選優(yōu)良菌種不是一件容易的事。因為不同的菌種表現(xiàn)的變異形式是不同的，一個菌種的變異規(guī)律去發(fā)現(xiàn)那些與產(chǎn)量有關的特性，并根據(jù)這些特性，分門別類地挑選一定數(shù)最的典型菌株進行發(fā)酵和鑒定，以確定各種類型與產(chǎn)量之間的關系。這樣，可大大提高篩選的工作效率?，F(xiàn)在是13頁\一共有65頁\編輯于星期五E高產(chǎn)菌株的獲得需要篩選條件的配合在誘變育種過程中高產(chǎn)菌株的獲得還必須有合適的篩選條件的配合，如果忽視這一點，則變異后的高產(chǎn)菌株不可能被挑選出來。

誘變與篩選可以說是一個問題的兩個方面，必須用辯證的觀點來看待。只重視誘變而忽視篩選，或過份重視菌種而忽視發(fā)酵條件的觀點都是片面的，這樣會影響高產(chǎn)菌株的獲得?？傊谡T變育種過程中要正確處理出發(fā)菌株，誘變因素和篩選條件三者的關系。全面辯證地考慮上述三者之間的關系，將是誘變育種能否獲得理想效果的重要關鍵?，F(xiàn)在是14頁\一共有65頁\編輯于星期五①對早期生物技術(shù)的發(fā)展貢獻巨大；②適用于途徑或基因未得到研究的菌株；③產(chǎn)生的變異程度相對較低；④變異的位點及性質(zhì)不明；⑤實質(zhì)上也是基因的變異，沒有相應的基因就不可能發(fā)生新功能。4、誘變育種技術(shù)的特點現(xiàn)在是15頁\一共有65頁\編輯于星期五5、物理、化學誘變劑的使用方法A紫外線

紫外線是一種使用時間較久、值得推廣的誘變劑，它的輻射光源便宜，危險性小，誘變效果好，故應用最廣泛，研究得也最多。雖然紫外線的波長范圍很寬，但對誘變最有效的波長僅僅是260nm左右（253－265）nm一般誘變時用菌（孢子）懸浮液進行處理，紫外燈的功率為15W，距離固定在30cm左右。

現(xiàn)在是16頁\一共有65頁\編輯于星期五

紫外線誘變的操作步驟使用UV照射最為方便。取5ml單細胞懸液置于直徑6cm的培養(yǎng)皿中，開蓋照射；時間不短于10~20s，也不長于10~20min?，F(xiàn)在是17頁\一共有65頁\編輯于星期五B化學誘變劑的使用：化學誘變劑的種類、濃度和處理方法尤其是終止反應的方法很多。出發(fā)菌株含誘變劑的液體培養(yǎng)基接種培養(yǎng)培養(yǎng)接種分離選擇優(yōu)良突變株現(xiàn)在是18頁\一共有65頁\編輯于星期五使用化學誘變劑的十分簡便的方法：①平板上涂布出發(fā)菌株②在其上分區(qū)并放置誘變劑顆?；蛘从姓T變劑溶液的小濾紙片③保溫培養(yǎng)④誘變劑周圍有一透明的制菌圈，在制菌圈的邊緣存在有若干突變株的菌落⑤一一制成菌懸液⑥分別涂布在瓊脂平板表面并保溫培養(yǎng)⑦長成大量單菌落⑧選出所需突變菌株?，F(xiàn)在是19頁\一共有65頁\編輯于星期五例如：N一甲基一N′硝基一N一亞硝基?。∟TG）

亞硝基胍是亞硝基烷基類化合物的一種，可誘發(fā)營養(yǎng)缺陷型突變，不經(jīng)淘汰便可直接得到12％一80％的營養(yǎng)缺陷型菌株，故有超誘變劑之稱。它在pH低于5－5.5的條件下，形成HNO2而引起菌種突變；在堿性條件下以重氮甲烷的形式對DNA起烷化作用；在pH6時，兩者均不產(chǎn)生，此時的誘變效應可能是由于NTG本身對核蛋白體引起的變化所致。在緩沖液中較難溶解，而在甲酰胺中溶解度較大，因此用甲酰胺溶解NTG，可以提高處理濃度。通常在濃度為300μg／mL，溫度為28℃和時間為60分鐘的條件下進行處理，容易得到高產(chǎn)菌株。

現(xiàn)在是20頁\一共有65頁\編輯于星期五第二節(jié)突變株的篩選與應用一、抗噬菌體菌株的選育1、噬菌體的分布凡是有寄主細胞的地方，一般容易找到它們的噬菌體。2、

抗噬菌體菌株的選育在工業(yè)微生物發(fā)酵過程中，有不少品種遭受噬菌體的感染，使生產(chǎn)不能進行。這種裂解細胞的噬菌體稱為烈性噬菌體。在出現(xiàn)噬菌體以后必須選育抗噬菌體菌株和配合其他措施使生產(chǎn)繼續(xù)進行。由于噬菌體很易發(fā)生變異，因此又會出現(xiàn)新的噬菌體，對噬菌體原具有抗性的菌株又會出現(xiàn)不抗。所以既要不斷收集噬菌體，又要不斷選育新的抗性菌株，以確保生產(chǎn)正常進行?，F(xiàn)在是21頁\一共有65頁\編輯于星期五

細菌的抗性是基因突變的結(jié)果，抗噬菌體突變可以發(fā)生在接觸噬菌體以前，它和噬菌體的存在與否無關。3、

抗噬菌體菌株選育的幾種方法根據(jù)基因突變規(guī)律，可采用自然突變和誘發(fā)突變等方法獲得。（1）自然突變

以噬菌體為篩子，敏感菌株的孢子不經(jīng)任何誘變由其自然突變?yōu)榭剐跃?，這種方法獲得的抗性突變頻率很低?，F(xiàn)在是22頁\一共有65頁\編輯于星期五（2）誘發(fā)突變

A敏感菌株先經(jīng)誘變因素處理，然后將處理過的孢子液分離在含有高濃度的噬菌體的平板培養(yǎng)基上，經(jīng)誘變后的存活孢子中，如存在抗性變異菌株就能在此平板上生長。這種菌落生長的速度一般與正常菌落的生長速度相近，誘變可以提高抗性菌株的頻率。

B還可將敏感菌孢子經(jīng)誘變后接入種子培養(yǎng)基，待菌絲長濃后加入高濃度的噬菌體再繼續(xù)培養(yǎng)幾天，再加入噬菌體反復感染，使敏感菌被噬菌體所裂解，最后取再生菌絲進行平板分離，從中篩選抗性菌株?，F(xiàn)在是23頁\一共有65頁\編輯于星期五4、

抗噬菌體菌株的特性試驗

無論從自然突變或誘發(fā)突變所得到的抗噬菌體菌株，在用于生產(chǎn)之前，均需經(jīng)過反復驗證，才能使用。（l）抗噬菌體性狀的穩(wěn)定性試驗抗性菌株分別在孢子培養(yǎng)、種子培養(yǎng)和發(fā)酵培養(yǎng)過程中用點滴法或雙層瓊脂法測定噬菌斑。如都不出現(xiàn)噬菌斑，說明該菌株對此噬菌體具有抗性。此外，還可以觀察抗性菌株經(jīng)多次傳代后對噬菌體的抗性是否穩(wěn)定?，F(xiàn)在是24頁\一共有65頁\編輯于星期五（2）抗性菌株的產(chǎn)量試驗在選育抗噬菌體菌株時，既要求具有抗性，同時亦要求生產(chǎn)能力不低于原敏感菌株。（3）其正抗性與溶源性的區(qū)別試驗菌株的抗噬菌體特性具有遺傳的相對穩(wěn)定性。

抗性表現(xiàn)力多種多樣，可因細胞壁結(jié)構(gòu)的改變而阻止噬菌體吸附侵入，也可因生理代謝的改變，使噬菌體不能侵染，即使侵染后也不能增殖釋放。這些菌株都具有真正的抗性。溶原性菌株則因細胞中存在原噬菌體，對同一類型噬菌體具有免疫性。表面上看來，這種菌株具有抗性，但可采用物理、化學因素誘導不同的敏感菌看它是否會釋放噬菌體。出現(xiàn)噬菌斑的菌株就是溶源菌，而不是真正抗性菌?，F(xiàn)在是25頁\一共有65頁\編輯于星期五5、噬菌體的防治

不同發(fā)酵類型遭到不同種類噬菌體侵染所出現(xiàn)的現(xiàn)象是不同的，而同一菌種被相同的噬菌體侵染，由于侵染的時間不同，也會造成不同的后果。但都會出現(xiàn)畸形菌絲，菌體迅速消失，pH上升，發(fā)酵產(chǎn)物停止積累，甚至下降等現(xiàn)象。噬菌體的防治是多方面的。大概可以分以下幾個方面：（1）正確判斷

（2）普及有關噬菌體的知識（3）選育抗噬菌體菌株（4）消滅噬菌體現(xiàn)在是26頁\一共有65頁\編輯于星期五

在發(fā)生噬菌體感染時發(fā)酵罐排出的廢氣夾帶有大量噬菌體，造成嚴重污染和擴散。因此，必須在排氣口及下水道噴灑藥劑，防止噬菌體擴散。常用的藥物有漂白粉、甲醛、石灰水等。種子室應盡量設法與外界減少接觸，嚴格執(zhí)行無菌操作，并檢查空氣中有無噬菌體存在。在噬菌體感染期間，車間內(nèi)亦要定時檢查噬菌體的分布情況，采取有效措施直至消滅為止。（5）收集和保存噬菌體在生產(chǎn)上出現(xiàn)噬菌體后要收集并保藏起來，以進行研究。因為這是選育抗性菌株及研究防治措施的材料和依據(jù)?？傊?，防治噬菌體，應以預防為主，杜絕噬菌體的滋生，兩者結(jié)合，才是有效的防治措施?，F(xiàn)在是27頁\一共有65頁\編輯于星期五二、營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選與應用（一）營養(yǎng)缺陷型突變株的應用1、阻斷代謝途徑，積累中間代謝產(chǎn)物2、阻斷分支代謝，改變代謝流向，積累另一終端代謝產(chǎn)物3、解除反饋抑制，積累代謝產(chǎn)物4、利用滲漏缺陷型進行代謝調(diào)控育種

滲漏缺陷型是一種特殊的營養(yǎng)缺陷型，是一種遺傳代謝障礙不完全。的營養(yǎng)缺陷型。其酶的活力下降但不完全喪失，使其能少量合成某一代謝產(chǎn)物，但產(chǎn)物的量又不造成反饋抑制。現(xiàn)在是28頁\一共有65頁\編輯于星期五現(xiàn)在是29頁\一共有65頁\編輯于星期五（二）營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選步驟1、誘變處理2、后培養(yǎng)后培養(yǎng)是指誘變處理后，立即將處理過的細胞轉(zhuǎn)移到營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，使突變基因穩(wěn)定、純合并表達。3、淘汰野生型熱差別殺菌法抗生素法菌絲過濾法饑餓處理法4、檢出缺陷型和鑒別缺陷型5、生產(chǎn)能力測試現(xiàn)在是30頁\一共有65頁\編輯于星期五現(xiàn)在是31頁\一共有65頁\編輯于星期五現(xiàn)在是32頁\一共有65頁\編輯于星期五

三、代謝控制育種

通過特定突變型的選育，達到改變代謝通路、降低支路代謝終產(chǎn)物的產(chǎn)生或切斷支路代謝途徑及提高細胞膜的透性，使代謝流向目的產(chǎn)物積累方向進行。現(xiàn)在是33頁\一共有65頁\編輯于星期五反饋調(diào)節(jié)是指當合成代謝途徑的終產(chǎn)物或分支代謝途徑的終產(chǎn)物過量合成時，抑制合成代謝途徑的關鍵酶的活力或其酶合成。反饋調(diào)節(jié)分為反饋抑制和反饋阻遏。（一）直線式代謝途徑中的反饋抑制

現(xiàn)在是34頁\一共有65頁\編輯于星期五（二）分支代謝途徑中的反饋抑制

①優(yōu)先合成：分支途徑中一個終產(chǎn)物優(yōu)先被合成，濃度過量后，抑制自身合成途徑，使代謝轉(zhuǎn)向合成另一個終產(chǎn)物。（例如黃色通桿菌優(yōu)先合成谷氨酸，當谷氨酸過量后，使代謝轉(zhuǎn)向合成天冬氨酸。）

②協(xié)同反饋抑制：分支途徑中兩個或兩個以上的終產(chǎn)物單獨存在時不能抑制共同途徑中第一個酶，只有幾個終產(chǎn)物同時過量存在時，才能抑制此酶?，F(xiàn)在是35頁\一共有65頁\編輯于星期五現(xiàn)在是36頁\一共有65頁\編輯于星期五

③合作反饋抑制：分支途徑中末端產(chǎn)物單獨存在時仍有微弱的抑制作用，當幾個末端產(chǎn)物共同存在時抑制作用增強。

（AMP和GMP單獨存在都對磷酸核糖焦磷酸酶有抑制，但共同存在時，其抑制作用大于兩個單獨存在時的和。）現(xiàn)在是37頁\一共有65頁\編輯于星期五④累積反饋抑制：分支途徑中每一末端產(chǎn)物單獨存在時，只是部分地抑制共同途徑中地第一個酶。各個終產(chǎn)物地抑制作用互不影響，只有同時過量存在時，才使酶活力完全受到抑制，并且抑制的總百分數(shù)等于各單獨抑制的百分數(shù)的和?，F(xiàn)在是38頁\一共有65頁\編輯于星期五⑤同工酶調(diào)節(jié)：一個共同途徑的起始反應受兩個或兩個以上的酶所催化。這些酶催化同一個反應，但起分子結(jié)構(gòu)不同。

現(xiàn)在是39頁\一共有65頁\編輯于星期五⑥順序反饋抑制：分支代謝途徑中幾個末端產(chǎn)物抑制分支點后第一個酶，使分支點產(chǎn)物累積，結(jié)果分支點產(chǎn)物又反饋抑制了共同途徑中的第一個酶，最后使整個代謝途徑停止?，F(xiàn)在是40頁\一共有65頁\編輯于星期五1、組成型突變株的選育

組成型突變株:是指操縱基因或調(diào)節(jié)基因突變引起酶合成誘導機制失靈，菌株不經(jīng)誘導也能合成酶、或不受終產(chǎn)物阻遏的調(diào)節(jié)突變型。（三）代謝調(diào)節(jié)控制育種現(xiàn)在是41頁\一共有65頁\編輯于星期五篩選方法及實例:（1）限量誘導物恒化培養(yǎng)將野生型的菌種經(jīng)誘變后移接到低濃度誘導物的恒化器中連續(xù)培養(yǎng)。由于該培養(yǎng)基中底物濃度低到對野生型菌株不發(fā)生誘導作用，所以誘導型的野生型菌株不能生長，而突變株由于不經(jīng)誘導就可以產(chǎn)生誘導酶而利用底物，因而很快得以生長成為組成型菌株。培養(yǎng)過程正確控制培養(yǎng)時間，使組成型突變株得以繁殖，而誘導型菌株則被淘汰。

例如在低濃度乳糖恒化器內(nèi)連續(xù)培養(yǎng)大腸桿菌，其中組成型突變株不要加誘導物也能合成半乳糖苷酶，把乳糖分解成葡萄糖和半乳糖作為能源和代謝原料，迅速得以生長，但野生型菌株因缺少誘導物和相應的酶，不能利用乳糖而淘汰。

現(xiàn)在是42頁\一共有65頁\編輯于星期五

（2）循環(huán)培養(yǎng)

要解除誘導的菌株，移接到含有誘導物和不含誘導物的培養(yǎng)基上交替連續(xù)循環(huán)培養(yǎng)。由于組成型突變株在兩個培養(yǎng)基上都能產(chǎn)酶，生長逐漸占優(yōu)勢。先誘導，將培養(yǎng)物移接到含誘導物培養(yǎng)甚中培養(yǎng)，此時組成型菌株立即開始生長，而誘導型菌株須經(jīng)一段停止時間才開始生長，只要細心控制在含誘導物培養(yǎng)基中培養(yǎng)時間，反復交替培養(yǎng)，組成型逐漸占優(yōu)勢，誘導型卻被淘汰。現(xiàn)在是43頁\一共有65頁\編輯于星期五（3）鑒別性培養(yǎng)基的利用如將誘變孢子懸液涂布在甘油作唯一碳源的平板上，培養(yǎng)后長出菌落。然后在菌落上噴上O-對硝基苯酚-β-D半乳糖苷（ONPG），組成型成黃色，誘導型呈白色。這是由于組成突變株在沒有誘導底物存在時仍能產(chǎn)生β-半乳糖苷酶，將無色試劑水解，放出O-硝基苯酚，因而很容易挑選。此方法為目測法，可免去上述幾種方法的濃縮富集過程?，F(xiàn)在是44頁\一共有65頁\編輯于星期五（4）篩選經(jīng)誘變劑處理后的菌體移接到含有誘導能力低，但能作為良好碳源的誘導物的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，突變體能良好生長，野生型不能生長?，F(xiàn)在是45頁\一共有65頁\編輯于星期五二抗分解調(diào)節(jié)突變株的選育抗分解調(diào)節(jié)突變就是指抗分解阻遏和抗分解抑制的突變。在實際生產(chǎn)中，最常見的是碳源分解調(diào)節(jié)、氮源分解調(diào)節(jié)和磷酸鹽分解調(diào)節(jié)（尤其在次級代謝）。（例如以甘油和銨鹽培養(yǎng)產(chǎn)氣桿菌時，能產(chǎn)生組氨酸，當采用葡萄糖代替甘油作碳源，則酶的合成受抑制。易迅速利用的碳源對次級代謝的影響也很大，特別對抗生素。）現(xiàn)在是46頁\一共有65頁\編輯于星期五（一）解除碳源調(diào)節(jié)突變株的選育篩選方法與實例：1．循環(huán)培養(yǎng)法將誘變劑處理后的微生物移接到快速利用的碳源和慢速利用的碳源培養(yǎng)基上進行交替培養(yǎng)，然后篩選需要的突變株。

現(xiàn)在是47頁\一共有65頁\編輯于星期五2．特殊氮源用葡萄糖為碳源，受阻遏酶的底物作為唯一氮源配制成培養(yǎng)基，連續(xù)移接誘變后的產(chǎn)氣桿菌，可以選出不受葡萄糖阻遏的組氨酸酶突變株。由于野生型菌株合成組氨酸酶被葡萄糖阻遏，而突變株則可產(chǎn)生組氨酸酶，能迅速生長形成菌落。3．葡萄糖結(jié)構(gòu)類似物（2-Dg,3-Mg）篩選方法現(xiàn)在是48頁\一共有65頁\編輯于星期五（二）解除氮源分解調(diào)節(jié)突變株的選育

氮源分解調(diào)節(jié)主要指含氮底物的分解酶受快速利用的氮源阻遏。細菌、酵母、霉菌等微生物對初級代謝產(chǎn)物的氮降解物具有調(diào)節(jié)作用。次級代謝的氮降解物的阻遏主要指銨鹽和其他快速利用的氮源對抗生素生物合成具有分解調(diào)節(jié)作用。

篩選芽孢桿菌中耐氨基酸菌株，是提高蛋白酶產(chǎn)量的一種有效方法。因為高濃度氨基酸會抑制芽孢的形成，并且也阻遏蛋白酶的合成。據(jù)試驗若從高濃度葡萄糖培養(yǎng)基中篩選高產(chǎn)蛋白酶芽孢桿菌，也能得到同樣效果?，F(xiàn)在是49頁\一共有65頁\編輯于星期五（三）抗反饋調(diào)節(jié)實變株的選育

抗反饋調(diào)節(jié)突變株：是一種解除合成代謝反饋調(diào)節(jié)機制的突變型菌株。特點是所需產(chǎn)物不斷積累，不會因其濃度超量而終止生產(chǎn)。如果由于結(jié)構(gòu)基因突變而使變構(gòu)酶成為不能和代謝終產(chǎn)物相結(jié)合的，便是失去了反饋抑制的突變，稱為”抗反饋突變型”，若是由于調(diào)節(jié)基因突變引起調(diào)節(jié)蛋白不能和代謝終產(chǎn)物相結(jié)合而失去阻遏作用的，稱為“抗阻遏突變型”?，F(xiàn)在是50頁\一共有65頁\編輯于星期五

篩選抗反饋調(diào)節(jié)突變株可以通過以下途徑：1、回復突變引起的抗反饋調(diào)節(jié)突變株“原養(yǎng)型→營缺型→原養(yǎng)型”現(xiàn)在是51頁\一共有65頁\編輯于星期五2、耐自身產(chǎn)物突變株選育一個菌株的生產(chǎn)能力與耐自身抗生素的濃度是呈正相關的。為了提高抗生素發(fā)酵水平，除了增強對發(fā)酵條件耐受性外，主要是選育對自身抗生素敏感性低，鈍化酶活性高的突變株。現(xiàn)在是52頁\一共有65頁\編輯于星期五3、抗終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)類似物突變株的選育結(jié)構(gòu)類似物對于微生物是致死的，往往具有抑菌作用，在含有結(jié)構(gòu)類似物的培養(yǎng)基上野生型是不能生長的，而抗結(jié)構(gòu)類似物的突變株能生長。

篩選方法：把結(jié)構(gòu)類似物做為篩選的遺傳標記，采用濃度梯度法?，F(xiàn)在是53頁\一共有65頁\編輯于星期五4、累積前體和耐前體突變株的選育前體物對抗生素生物合成的產(chǎn)量影響：其一作為組成成分摻入生物合成，其二導致反饋調(diào)節(jié)。

用一系列平皿，做成梯度濃度，用于涂皿培養(yǎng)、此法濃度跨度大，有一定價值。

1．耐“毒牲”前體突變株的選育

2．耐前體結(jié)構(gòu)類似物突變株的選育

3．耐前體的有關代謝物突變株的篩選現(xiàn)在是54頁\一共有65頁\編輯于星期五（四）細胞膜透性突變株的選育1.營養(yǎng)缺陷回復突變株的選育可改變細胞膜透性

生物素缺陷型的突變株、油酸缺陷型的突變株、甘油缺陷型的突變株（通過控制發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化學成分，達到控制磷脂，細胞膜的生物合成，使細胞處于異常的生理狀態(tài)，以解除滲透障礙。）2.溫度敏感突變株的選育（控制細胞壁合成的酶，在高溫條件下失活，導致細胞膜某些結(jié)構(gòu)的異常。）3.溶菌酶敏感突株的選育現(xiàn)在是55頁\一共有65頁\編輯于星期五（五）其他抗牲突變株的選育芽孢桿菌屬的許多種類是重要的酶制劑生產(chǎn)菌。研究表明，產(chǎn)酶高峰和芽孢的形成有一定的關系。一般培養(yǎng)到一定階段后就會產(chǎn)生芽孢，芽孢數(shù)量達到高峰，就停止產(chǎn)酶。如能延遲或不產(chǎn)生芽孢，酶的產(chǎn)量便可提高。如蠟狀芽孢桿菌產(chǎn)淀粉酶菌株，菌種選育時發(fā)現(xiàn)在抗利福平的突變型中往往有較多的無芽孢突變株，把該菌用誘變劑處理，涂布在含利福平的培養(yǎng)基上，長出的菌落薄而透明（無芽孢突變型的特征），鏡檢或使用產(chǎn)生芽孢的培養(yǎng)基進行驗證，結(jié)果得到的是無芽孢突變型。淀粉酶產(chǎn)量以7倍高于親株?，F(xiàn)在是56頁\一共有65頁\編輯于星期五代謝(途徑)工程istheuseofmoleculartechniques(orrecombinantDNAtechniques)toimprovetheefficiencyofpathwaysthatsynthesizespecificproducts.

-----LMPrescottetal.,in MICROBIOLOGY,5thed現(xiàn)在是57頁\一共有65頁\編輯于星期五Zymomonasmobilis的乙醇發(fā)酵途徑Entner-Doudor