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诱变育种应注意的问题有哪些?

2022.5.11
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coco5517

认真做好每一件喜欢的事,把每一件要做的事都变成喜欢并认真去做的事

  (1)挑选优良的出发菌株 出发菌株就是用于育种的原始菌株。出发菌株适合,育种工作效率就高。参考以下实际经验选用出发菌株:①以单倍体纯种为出发菌株,可排除异核体和异质体的影响;②采用具有优良性状的菌株,如生长速度快、营养要求低以及产孢子早而多的菌株;③选择对诱变剂敏感的菌株。由于有些菌株在发生某一变异后,会提高对其它诱变因素的敏感性,故可考虑选择已发生其他变异的菌株为出发菌株。④许多高产突变往往要经过逐步累积的过程,才变得明显,所以有必要多挑选一些已经过诱变的菌株为出发菌株,进行多步育种,确保高产菌株的获得。

  (2)菌悬液的制备 一般采用生理状态一致(用选择法或诱导法使微生物同步生长)的单细胞或孢子进行诱变处理。所处理的细胞必须是均匀而分散的单细胞悬液。分散状态的细胞可以均匀地接触诱变剂,又可避免长出不纯菌落。由于某些微生物细胞是多核的,即使处理其单细胞,也会出现不纯的菌落。有时,虽然处理的是单核的细胞或孢子,但由于诱变剂一般只作用于DNA双链中的某一条单链,故某一突变无法反映在当代的表型上,而是要经过DNA的复制和细胞分裂后才表现出来,于是出现了不纯菌落,这就叫表型延迟。上述两类不纯菌落的存在,也是诱变育种工作中初分离的菌株经传代后很快出现生产性状“衰退”的主要原因。鉴于上述原因,因此用于诱变育种的细胞应尽量选用单核细胞,如霉菌或放线菌的孢子或细菌的芽孢。

  细胞的生理状态对诱变处理也会产生很大的影响。细菌在对数期诱变处理效果较好;霉菌或放线菌的分生孢子一般都处于休眠状态,所以培养时间的长短对孢子影响不大,但稍加萌发后的孢子则可提高诱变效率。

  (3)选择简便有效、最适剂量的诱变剂 诱变剂主要有两大类,即物理诱变剂和化学诱变剂。物理诱变剂如紫外线、X射线、γ射线和快中子等;化学诱变剂种类极多,主要有烷化剂、碱基类似物和吖啶类化合物。最常用的烷化剂有N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍(NTG)、甲基磺酸乙酯(EMS) 、甲基亚硝基脲(NMU)、硫酸二乙酯(DES)和环氧乙烷等。目前常用的诱变剂主要有紫外线(UV)、硫酸二乙酯、N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍(NTG)和亚硝基甲基脲(NMU)等。后两种因有突出的诱变效果,所以被誉为“超诱变剂”。剂量的选择受处理条件、菌种情况、诱变剂的种类等多种因素的影响。剂量一般指强度与作用时间的乘积。在育种实践中,常采用杀菌率来作各种诱变剂的相对剂量。要确定一个合适的剂量,通常要进行多次试验。在实际工作中,突变率往往随剂量的增高而提高,但达到一定程度后,再提高剂量反而会使突变率下降。根据对紫外线、X射线和乙烯亚胺等诱变效应的研究结果,发现正变较多地出现在偏低的剂量中,而负变则较多地出现于偏高的剂量中,还发现经多次诱变而提高产量的菌株中,更容易出现负变。因此,在诱变育种工作中,目前比较倾向于采用较低的剂量。例如,过去在用紫外线作诱变剂时,常采用杀菌率为99%的剂量,而近年来则倾向于采用杀菌率为30%~75%的剂量。

  (4)突变体的筛选 诱变处理使微生物群体中出现各种突变型,其中绝大多数是负变株。要获得预定的效应表型主要靠科学的筛选方案和筛选方法,一般要经过初筛和复筛两个阶段的筛选。

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