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何为菌种衰退?产生菌种衰退的原因是什么?
点击次数:90 发布时间:2019-04-10

何为菌种衰退?产生菌种衰退的原因是什么?防止菌种衰退应采取那些措施?近日,小编接到的问题真是应接不暇,经过几天的思考查阅,小编总结了菌种的衰退及原因在这里统一回复大家,谨供大家参考。

菌种在培养或保藏过程中,由于自发突变的存在,出现某些原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象,称为菌种衰退。菌种衰退不是突然发生的,而是从量变到质变的逐步演变过程。菌种衰退的主要原因是有关基因的负突变。合理的育种、选用合适的培养基、创造良好的培养条件、采用有效的菌种保藏方法等可以有效的防止菌种的退化。常用的菌种保藏方法有斜面低温保藏法、液体石蜡保藏法、滤纸保藏法、沙土保藏法、液氮冷冻保藏法、冷冻干燥保藏法。

菌种衰退不是突然发生的,而是从量变到质变的逐步演变过程。开始时,在群体细胞中仅有个别细胞发生自发突变(一般均为负变),不会使群体菌株性能发生改变。经过连续传代,群体中的负变个体达到一定数量,发展成为优势群体,从而使整个群体表现为严重的衰退。

原因

      菌种衰退的主要原因是有关基因的负突变。如果控制产量的基因发生负突变,则表现为产量下降;如果控制孢子生成的基因发生负突变,则产生孢子的能力下降。菌种在移种传代过程中会发生自发突变。虽然自发突变的几率很低(一般为10-6~10-9),尤其是对于某一特定基因来说,突变频率更低。但是由于微生物具有极高的代谢繁殖能力,随着传代次数增加,衰退细胞的数目就会不断增加,在数量上逐渐占优势,最终成为一株衰退了的菌株。

表型延迟造成菌种衰退

       表型延迟现象也会造成菌种衰退。如,在诱变育种过程中,经常会发现某菌株初筛时产量较高,进行复筛时产量却下降了。

质粒脱落导致菌种衰退

       质粒脱落导致菌种衰退的情况在抗生素生产中较多,不少抗生素的合成是受质粒控制的。当菌株细胞由于自发突变或外界条件影响(如高温),致使控制产量的质粒脱落或者核内DNA和质粒复制不一致,即DNA复制速度超过质粒,经多次传代后,某些细胞中就不具有对产量起决定作用的质粒,这类细胞数量不断提高达到优势,则菌种表现为衰退。

连续传代

      连续传代是加速菌种衰退的一个重要原因。一方面,传代次数越多,发生自发突变(尤其是负突变)的几率越高;另一方面,传代次数越多,群体中个别的衰退型细胞数量增加并占据优势越快,致使群体表型出现衰退。

不适宜的培养和保藏条件

     不适宜的培养和保藏条件是加速菌种衰退的另一个重要原因。不良的培养条件如营养成分、温度、湿度、pH值、通气量等和保藏条件如营养、含水量、温度、氧气等,不仅会诱发衰退型细胞的出现,还会促进衰退细胞迅速繁殖,在数量上大大超过正常细胞,造成菌种衰退。

预防措施

合理的育种

      选育菌种时所处理的细胞应使用单核的,避免使用多核细胞;合理选择诱变剂的种类和剂量或增加突变位点,以减少分离回复;在诱变处理后进行充分的后培养及分离纯化,以保证保藏菌种纯碎。这些可有效的防止菌种的退化。

选用合适的培养基

       有人发现用老苜蓿根汁培养基培养"5406"抗生菌--细黄链霉菌可以防止它的退化。在赤霉菌产生菌--藤仓赤霉的培养基中,加入糖蜜、天门冬素、谷氨酰胺、5-核苷酸或甘露醇等物质时,也有防止菌种退化的效果。也有选取营养相对贫乏的培养基做菌种保藏培养基,如培养基中适当限制容易利用的糖源葡萄糖等的添加,因为变异多半是通过菌株的生长繁殖而产生的,当培养基营养丰富时,菌株会处于旺盛的生长状态,代谢水平较高,为变异提供了良好的条件,大大提高了菌株的退化几率。

创造良好的培养条件

      在生产实践中,创造和发现一个适合原种生长的条件可以防止菌种退化,如低温、干燥、缺氧等。在栖土曲霉3.942 的培养中,有人曾用改变培养温度的措施(从20-30℃提高到33-34℃)来防止它产孢子能力的退化。

控制传代次数

      由于微生物存在着自发突变,而突变都是在繁殖过程中发生而表现出来的。所以应尽量避免不必要的移种和传代,把必要的传代降低到最低水平,以降低自发突发的机率。菌种传代次数越多,产生突变的几率就越高,因而菌种发生退化的机会就越多。这要求不论在实验室还是在生产实践上,必须严格控制菌种的移种传代次数,并根据菌种保藏方法的不同,确立恰当的移种传代的时间间隔。如同时采用斜面保藏和其它的保藏方式(真空冻干保藏、砂土管、液氮保藏等),以延长菌种保藏时间。

利用不同类型的细胞进行移种传代

      在有些微生物中,如放线菌和霉菌,由于其菌的细胞常含有几个核或甚至是异核体,因此用菌丝接种就会出现不纯和衰退,而孢子一般是单核的,用它接种时,就没有这种现象发生。有人在实践中发现构巢曲霉如用分生孢子传代就容易退化,而改用子囊孢子移种传代则不易退化;还有人采用灭过菌的棉团轻巧地沾取"5406"孢子进行斜面移种,由于避免了菌丝的接入,因而达到了防止退化的效果。

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