發(fā)酵工業(yè)中有關(guān)菌種退化的問(wèn)題
發(fā)布時(shí)間：2012-5-3 11:38
退化意味著隨時(shí)間的推移菌種的一個(gè)或多個(gè)特性逐步減退或消失的現(xiàn)象，一般常指菌株的生活力、產(chǎn)孢子能力的衰退和目的產(chǎn)物產(chǎn)量的下降。
盡管有時(shí)出現(xiàn)相同的退化現(xiàn)象，但其原因可能很不一致，在排除雜菌污染和環(huán)境條件的因素后，一般可歸因?yàn)椋?/span>
由于菌系不純，如既有正常菌株，也有產(chǎn)量高產(chǎn)孢弱的菌株，還有產(chǎn)孢高而產(chǎn)量低的菌株，經(jīng)過(guò)連續(xù)分離高產(chǎn)菌株后，有時(shí)使產(chǎn)量高產(chǎn)孢弱的菌株占優(yōu)勢(shì)。這種情況可以通過(guò)定向篩選，是可以找回高產(chǎn)的正常菌株的。
由于不純的異核菌絲體分裂，致使產(chǎn)量降低的情況。分析表明，群體中生長(zhǎng)快、產(chǎn)量低的部分是生長(zhǎng)弱、產(chǎn)量高菌株中的一個(gè)亞株，有時(shí)前者有較高的利用碳水化合物的能力，混合培養(yǎng)時(shí)，整體表現(xiàn)為產(chǎn)量很低。要避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在菌種選育時(shí)就應(yīng)避免使用含有多核的孢子和菌絲片段。有時(shí)即使應(yīng)用單核孢子，由于嵌合作用的發(fā)生，一個(gè)單倍體突變形成了異核體，仍會(huì)出現(xiàn)不純的菌落?；蛘邏A基順序的突變只發(fā)生于DNA雙鏈的一股上，夏制時(shí)就形成了一個(gè)突變的子細(xì)胞和一個(gè)未突變的子細(xì)胞。一般認(rèn)為誘發(fā)DNA堿基轉(zhuǎn)換或顛換等變化時(shí)，多出現(xiàn)不穩(wěn)定菌株，而誘發(fā)缺失變異時(shí)，出現(xiàn)穩(wěn)定菌株較多，因?yàn)槿笔蛔儾荒芑貜?fù)。
有些由營(yíng)養(yǎng)缺陷型和抗結(jié)構(gòu)類(lèi)似物選育而來(lái)的菌株，存在著產(chǎn)生回復(fù)突變?yōu)橐吧投档彤a(chǎn)量的問(wèn)題，這無(wú)疑是真正的退化。在篩選時(shí)就應(yīng)注意到選用雙重營(yíng)養(yǎng)缺陷型，或者既是營(yíng)養(yǎng)缺陷又是抗結(jié)構(gòu)類(lèi)似物，因這類(lèi)菌株發(fā)生回復(fù)突變的幾率較小?？菇Y(jié)構(gòu)類(lèi)似物的高產(chǎn)菌株，可在培養(yǎng)液中加入適量機(jī)構(gòu)類(lèi)似物，以防止回復(fù)突變株的增值。利用高產(chǎn)株和回復(fù)突變株對(duì)抗生素敏感性不同，加適量抗生素也是防止回復(fù)株增值的方法之一。
其他變異造成的代謝失調(diào)：如主流代謝轉(zhuǎn)為合成大量代謝產(chǎn)物的支路代謝而導(dǎo)致細(xì)胞活力的減弱或使產(chǎn)孢子的能力逐代減退。這些情況，有時(shí)可通過(guò)與未退化的菌株雜交或通過(guò)合適的寄主（出發(fā)菌株為病原菌或兼性寄生菌）傳代得以恢復(fù)。
除了上述的原因和采取相應(yīng)防止退化的措施外，尚有若干措施可以考慮：
由于基因突變是菌種退化的一個(gè)重要原因，因此，盡可能減少突變是防止退化的重要一環(huán)。一般而言，低溫保藏可以減少突變發(fā)生。制定科學(xué)的技術(shù)管理制度也是防止退化的重要環(huán)節(jié)。例如，在使用時(shí)多制作平行的菌種斜面，少轉(zhuǎn)接傳代。
在建立新的生產(chǎn)菌株時(shí)或在使用過(guò)程中認(rèn)真進(jìn)行單菌落分離。選擇一種有利于高產(chǎn)（或其它有利性狀）菌而不利于低產(chǎn)（或其它不利性狀）菌株的培養(yǎng)條件。例如，對(duì)一些抗藥性，抗噬菌體菌株作單菌落分離以后，在有藥物或噬菌體的條件下培養(yǎng)一定時(shí)間。對(duì)由于上述遺傳學(xué)方面的原因造成的高產(chǎn)菌株的高產(chǎn)性狀不穩(wěn)定，首先在菌種選育中就應(yīng)注意菌株產(chǎn)量分布中的穩(wěn)定，而不僅僅以產(chǎn)量的數(shù)值為準(zhǔn)。
用單倍化試劑（如雙氟苯丙氨酸）處理高產(chǎn)菌株，有提高菌株穩(wěn)定化的作用。也有報(bào)道用有毒的前體處理生產(chǎn)菌株，可淘汰低產(chǎn)菌株，穩(wěn)定和提高了菌株的生產(chǎn)能力。向生長(zhǎng)培養(yǎng)基中加入錳，可增加菌株的穩(wěn)定性。
本文參考《發(fā)酵微生物學(xué)》一書(shū)。
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