生產(chǎn)菌的選育的五種方法

目前生產(chǎn)菌的選育主要有五種方法：自然選育、誘變選育、雜交育種、代謝控制選育和基因工程選育。

1自然選育

自然選育是以基因自發(fā)突變?yōu)榛A(chǔ)選育優(yōu)良性狀菌株的種方法。它是不經(jīng)過人工處理，利用菌種自發(fā)突變而進行篩選的過程，稱為自然選育或自然分離，即分離純化。

自然選育的優(yōu)點-是有利于生產(chǎn)菌保持純種；二是使發(fā)酵具有相對穩(wěn)定性，可提高發(fā)酵水平。其缺點是菌種自發(fā)突變率較低，致使選育耗時長，工作量大，效率低。

2誘變選育

誘變選育是利用物理或化學因素，處理生物細胞群體，促使其中少數(shù)細胞的遺傳物質(zhì)（主要是DNA）的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，引起微生物的遺傳性變異，從而從群體中選出少量優(yōu)良菌株。

（1）誘變選育的主要方法物理法和化學法兩種。

@物理法：紫外線、鈷60、激光、x射線、v射線、快中子、a-射線、p-射線、超聲波等。常用的方法有紫外線、電離輻射（x射線、Y-射線）。

②化學法：HNO2（亞硝酸）、DES（硫酸二乙酯）、NTG（亞硝基肌）、Licl（氯化鋰）等。

（2）誘變選膏的操作方法

0B9菌株誘變方法：B9是杭州味精廠將Hu7251菌株誘變而得的。采用化學誘變法，用LiCI作誘變劑。

工藝流程：初始菌株Hu7251-LiCl 0.6%處理50 h→32C培養(yǎng)50h-B9

②WTH-1菌株誘變方法：采用紫外線和DES復合處理，既有物理方法，又有化學方法。

張克旭等以北京棒狀桿菌AS 1299為親株，經(jīng)紫外線、通電、DES及Lic等復合誘變，定向選育耐高糖、耐高、不利用與Vp類衍生物的突變株，得到WTH-1菌株。

3雜交育種

雜交育種包括常規(guī)雜交和原生質(zhì)體融合技術(shù)。原生質(zhì)體融合技術(shù)是將兩個親株的細胞壁分別通過酶解作用予以剝除，制得原生質(zhì)體或原生質(zhì)球，然后在高滲透條件下，進行混合，再由聚乙二醇作助溶劑促使原生質(zhì)體凝集、融合，使兩個基因組之間通過接觸、交換，遺傳重組，從而在再生體中獲得重組體。

李蒲興等將6株生產(chǎn)菌以、和的不同組合進行處理，對原生質(zhì)體形成率做比較，在優(yōu)條件下，原生質(zhì)體形成率達到95%~ 99%。

云逢霖以T613為出發(fā)菌株，經(jīng)紫外線、NTG（亞硝基肌）等誘變劑，采用原生質(zhì)誘變等方法，經(jīng)過多次誘變處理，選育出S9114菌株。該菌株耐高糖，發(fā)酵培養(yǎng)基中糖可達25%~30%；耐高谷敏酸，發(fā)酵培養(yǎng)基中可達20%；不利用和產(chǎn)酸率高。近幾年來，先后提出滅活原生質(zhì)體融合、離子束細胞融合、非對稱細胞融合及基因重組分子育種等新方法，同時應用于微生物育種，這是原生質(zhì)體融合技術(shù)方面的新發(fā)展。

4代謝控制選育

代謝控制選育是以誘變育種為基礎(chǔ)，取得各種解除或繞過微生物正常代謝途徑的突變株，打破微生物調(diào)節(jié)的障礙，人為使所需產(chǎn)物選擇性地大量生成。

根據(jù)生物合成途徑及代謝調(diào)節(jié)機制，可從以下幾個方面進行生產(chǎn)菌的代謝控制選育。

（1）選育耐高糖、耐高的菌株，該菌株在含20%以上葡萄糖和15%以上味精的平板上生長良好。

（2）選育能強化合成代謝、削弱或阻斷支路代謝的菌株，如不分解利用的突變株、強化CO2固定反應的突變株、解除對脫氫酶反饋調(diào)節(jié)的突變株、強化能量代謝的突變株等。

（3）選育能提高通透性的菌株，如缺陷型的菌株、油酸缺陷型的菌株、甘油缺陷型的菌株、溫度敏感型的菌株等。

5基因工程選育

基因工程育種是以基因自發(fā)突變?yōu)榛A(chǔ)，選育優(yōu)良性狀菌株的種方法。可利用基因工程方法對生產(chǎn)菌進行改造而獲得高產(chǎn)工程菌，也可通過微生物間的轉(zhuǎn)基因而獲得新菌種。

基因工程選育菌種方面已有很大突破，進展也非常快，發(fā)酵過程中，許多關(guān)鍵酶的基因已被克隆，如棒狀桿菌的分支酸變位酶和預苯酸脫水酶基因，通過質(zhì)粒載體導回棒桿菌，產(chǎn)量提高了50%。

基因工程育種優(yōu)點是能按照人們事先設(shè)計和控制的方法進行育種，克服了人工誘變方法隨機性大、耗費人力和時間多等缺點，是目前的育種方法。