何為菌種衰退?產生菌種衰退的原因是什么?防止菌種衰退應采取那些措施?近日,小編接到的問題真是應接不暇,經過幾天的思考查閱,小編總結了菌種的衰退及原因在這里統一回復大家,謹供大家參考。
菌種在培養或保藏過程中,由于自發突變的存在,出現某些原有優良生產性狀的劣化、遺傳標記的丟失等現象,稱為菌種衰退。菌種衰退不是突然發生的,而是從量變到質變的逐步演變過程。菌種衰退的主要原因是有關基因的負突變。合理的育種、選用合適的培養基、創造良好的培養條件、采用有效的菌種保藏方法等可以有效的防止菌種的退化。常用的菌種保藏方法有斜面低溫保藏法、液體石蠟保藏法、濾紙保藏法、沙土保藏法、液氮冷凍保藏法、冷凍干燥保藏法。
菌種衰退不是突然發生的,而是從量變到質變的逐步演變過程。開始時,在群體細胞中僅有個別細胞發生自發突變(一般均為負變),不會使群體菌株性能發生改變。經過連續傳代,群體中的負變個體達到一定數量,發展成為優勢群體,從而使整個群體表現為嚴重的衰退。
原因
菌種衰退的主要原因是有關基因的負突變。如果控制產量的基因發生負突變,則表現為產量下降;如果控制孢子的基因發生負突變,則產生孢子的能力下降。菌種在移種傳代過程中會發生自發突變。雖然自發突變的幾率很低(一般為10-6~10-9),尤其是對于某一特定基因來說,突變頻率更低。但是由于微生物具有*的代謝繁殖能力,隨著傳代次數增加,衰退細胞的數目就會不斷增加,在數量上逐漸占優勢,終成為一株衰退了的菌株。
表型延遲造成菌種衰退
表型延遲現象也會造成菌種衰退。如,在誘變育種過程中,經常會發現某菌株初篩時產量較高,進行復篩時產量卻下降了。
質粒脫落導致菌種衰退
質粒脫落導致菌種衰退的情況在抗生素生產中較多,不少抗生素的合成是受質粒控制的。當菌株細胞由于自發突變或外界條件影響(如高溫),致使控制產量的質粒脫落或者核內DNA和質粒復制不一致,即DNA復制速度超過質粒,經多次傳代后,某些細胞中就不具有對產量起決定作用的質粒,這類細胞數量不斷提高達到優勢,則菌種表現為衰退。
連續傳代
連續傳代是加速菌種衰退的一個重要原因。一方面,傳代次數越多,發生自發突變(尤其是負突變)的幾率越高;另一方面,傳代次數越多,群體中個別的衰退型細胞數量增加并占據優勢越快,致使群體表型出現衰退。
不適宜的培養和保藏條件
不適宜的培養和保藏條件是加速菌種衰退的另一個重要原因。不良的培養條件如營養成分、溫度、濕度、pH值、通氣量等和保藏條件如營養、含水量、溫度、氧氣等,不僅會誘發衰退型細胞的出現,還會促進衰退細胞迅速繁殖,在數量上大大超過正常細胞,造成菌種衰退。
預防措施
合理的育種
選育菌種時所處理的細胞應使用單核的,避免使用多核細胞;合理選擇誘變劑的種類和劑量或增加突變位點,以減少分離回復;在誘變處理后進行充分的后培養及分離純化,以保證保藏菌種純碎。這些可有效的防止菌種的退化。
選用合適的培養基
有人發現用老苜蓿根汁培養基培養"5406"抗生菌--細黃鏈霉菌可以防止它的退化。在赤霉菌產生菌--藤倉赤霉的培養基中,加入糖蜜、天門冬素、谷氨酰胺、5-核苷酸或甘露醇等物質時,也有防止菌種退化的效果。也有選取營養相對貧乏的培養基做菌種保藏培養基,如培養基中適當限制容易利用的糖源葡萄糖等的添加,因為變異多半是通過菌株的生長繁殖而產生的,當培養基營養豐富時,菌株會處于旺盛的生長狀態,代謝水平較高,為變異提供了良好的條件,大大提高了菌株的退化幾率。
創造良好的培養條件
在生產實踐中,創造和發現一個適合原種生長的條件可以防止菌種退化,如低溫、干燥、缺氧等。在棲土曲霉3.942 的培養中,有人曾用改變培養溫度的措施(從20-30℃提高到33-34℃)來防止它產孢子能力的退化。
控制傳代次數
由于微生物存在著自發突變,而突變都是在繁殖過程中發生而表現出來的。所以應盡量避免不必要的移種和傳代,把必要的傳代降低到低水平,以降低自發突發的機率。菌種傳代次數越多,產生突變的幾率就越高,因而菌種發生退化的機會就越多。這要求不論在實驗室還是在生產實踐上,必須嚴格控制菌種的移種傳代次數,并根據菌種保藏方法的不同,確立恰當的移種傳代的時間間隔。如同時采用斜面保藏和其它的保藏方式(真空凍干保藏、砂土管、液氮保藏等),以延長菌種保藏時間。
利用不同類型的細胞進行移種傳代
在有些微生物中,如放線菌和霉菌,由于其菌的細胞常含有幾個核或甚至是異核體,因此用菌絲接種就會出現不純和衰退,而孢子一般是單核的,用它接種時,就沒有這種現象發生。有人在實踐中發現構巢曲霉如用分生孢子傳代就容易退化,而改用子囊孢子移種傳代則不易退化;還有人采用滅過菌的棉團輕巧地沾取"5406"孢子進行斜面移種,由于避免了菌絲的接入,因而達到了防止退化的效果。