微生物在单细胞蛋白中的应用
一 摘要
微生物细胞含有丰富的蛋白质,而这正是人和动物不可缺少的营养物质,这是微生物食品倍受青睐的一个原因。人们热衷于微生物食品的开发,还有一个重要的原因,就是它可以解决因人们对蛋白质的需求增加而导致的粮食供求矛盾。
关键词 微生物细胞 蛋白质 营养物质
二 引言
食品特别是蛋白质的短缺,正在对我们人类构成威胁。在这种情况下,开发新的食品资源就显得十分重要。在我们食用的各种食品中,除了动物食品和植物食品外,还包含了微生物食品。事实上,人类在很早的时候就开始食用微生物了,比如说我们所食用的味道鲜美的香茹,就是真菌形成的菌落,其他还有木耳、猴头、灵芝等,都是极具营养价值和药用价值的食用微生物。现已被人们广泛栽培和利用。
三 正文
单细胞蛋白定义
单细胞蛋白是通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白质。
单细胞蛋白的优点
一 SCP营养丰富
二 利用原料广 可就地取材,廉价大量地解决原料问题。
三 生产速率高 一般蛋白质生产速度同猪、牛、羊等体重的倍增时间成正比。
四 劳动生产率高 生产不受季节气候的制约,易于人工控制,同时由于在大型发酵罐中立体式培养占地面积少。
五 可以完全工业化生产 单细胞蛋白生产比农业生产需要的劳动力少,又不受地区、季节和气候条件的制约,可在占地有限的小设备上进行,不仅数量大,而且质量好,远远超过现有粮食品种的蛋白质。
六 单细胞生物易诱变,比动、植物品种容易改良 可采用物理、化学、生物学方法定向诱变育种,获得蛋白质含量高、质量好、味美,并易于提取蛋白质的优良菌种。
单细胞蛋白种类与具备条件及生产过程
用于生产单细胞蛋白的微生物种类很多,包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌以及某些原生生物。这些微生物通常要具备下列条件:所生产的蛋白质等营养物质含量高,对人体无致病作用,味道好并且易消化吸收,对培养条件要求简单,生长繁殖迅速等。单细胞蛋白的生产过程也比较简单:在培养液配制及灭菌完成以后,将它们和菌种投放到发酵罐中,控制好发酵条件,菌种就会迅速繁殖;发酵完毕,用离心、沉淀等方法收集菌体,最后经过干燥处理,就制成了单细胞蛋白成品。
单细胞蛋白特性
(1)在理想情况下,菌种甚易使单细胞蛋白质产量倍加,而其所需时间要比使农作物蛋白质量倍增所消耗时间快500倍,比其他一般饲养家畜产量所耗的时间倍增快1000-5000倍。
(2)单细胞蛋白质研究发展的实验要比研究农作物或家畜的实验易于进行,而且在极短的时间内就可得到有价值的数据与结果。
(3)单细胞蛋白质的生产不受季节,空间,阳光的种种限制。
单细胞蛋白的作用
通过微生物发酵可以生产大量的微生物蛋白,不仅可供人类直接食用,也可作为家畜、家禽的高蛋白饲料,为我们提供质优价高的肉类蛋白,它的脂肪含量只有瘦牛肉的10%,深受广大消费者的欢迎。一方面微生物蛋白食品的开发可以缓解耕地减少、粮食紧缺的矛盾,另一方面高蛋白的微生物蛋白食品的开发,也有利于改善人们的食品结构。
1 作为畜禽饲料添加剂
据分析,酵母单细胞蛋白中蛋白质含量为45%-55%,比大豆高30%以上;细菌的单细胞蛋白中蛋白质的含量高达70%,比大豆高50%,比鱼粉高20%。因此,在各类饲料中加入单细胞蛋白添加剂,可以取得诸如使猪长得更快、牛产奶更多这样的效果。如在畜禽的饲料中,只要添加3%~10%的单细胞蛋白,便能大大提高饲料的营养价值和利用率。
2 作为食用蛋白质
单细胞蛋白所含的营养物质极为丰富。其中,蛋白质含量高达40%~80%,比大豆高10%~20%,比肉、鱼、奶酪高20%以上;氨基酸的组成较为齐全,含有人体必需的8种氨基酸,尤其是谷物中含量较少的赖氨酸。单细胞蛋白中还含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿物质,以及丰富的酶类和生物活性物质,如辅酶A、辅酶Q、谷胱甘肽、麦角固醇等。单细胞蛋白不仅能制成“人造肉”供人们直接食用,而且还能提高食品的某些物理性能。
开发单细胞蛋白的意义
蛋白质是维持生命的基本物质,它是组成人体器官、组织和体内酶、激素以及免疫球蛋白的主要成分。全世界蛋白质缺乏的问题已存在多年,生物技术开发单细胞蛋白是解决这一问题的重要途径。单细胞蛋白是现代饲料工业和食品工业中重要的蛋白来源。但单细胞蛋白作为当前比较尖端的科技产品,还处于刚刚起步阶段,尤其在我国还不成熟,其发展前景是广阔的。
四 参考文献
[1]李丽立. 杨坤明. 现代生物技术与畜牧业
[2]栾玉静. 单细胞蛋白的开发利用
[3]魏瑶. 单细胞蛋白
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食品冷藏的原理及技术要点冷藏又称低温贮藏,是指在0℃或略高于食品冰点的低温环境条件下,对食品进行贮藏的方法。
冷藏是通过抑制微生物及酶类的活动和降低食品基质中的活性,来防止食品腐败变质,保持食品的新鲜度和营养价值。
冷藏是目前效果较好、价格较低、保鲜时间校长、最普遍采用的食品贮藏方法。
一、食品的冷藏原理食品的腐败变质,主要是由于微生物的生物活动和食品中的酶所进行的生物化学反应所造成。
动物性食品,如禽、畜、鱼等在贮藏时很容易被细菌污染,细菌并很快繁殖,从而造成食品的腐败。
但是微生物的繁殖和酶活性的发挥,都需要适当的温度和水分条件;环境不适宜,微生物就会停止繁殖甚至死亡,酶也会丧失催化能力,甚至被破坏。
把动物性食品放在低温条件下就可抑制微生物的繁殖和酶对食品的作用,可以贮藏较长时间而不会腐败变质。
对于植物性食品,腐败的原因是呼吸作用。
水果、蔬菜在采摘后虽然不能继续生长,但它们仍是一个有机体,仍然有生命,有呼吸作用。
低温能够减弱果蔬食品的呼吸作用,延长它们的贮藏期限。
但温度不能过低,否则会引起植物性食品的生理病害,甚至冻死。
因此植物性食品冷藏温度应该选择接近其冰点但又不致使植物发生冻死现象为宜。
二、冷藏库的建造要求1、隔热层的隔热性能要好。
隔热层的隔热性能越好,耗冷量越小,所引起的库温波动也就越小,从而有利于贮藏物的质量保持,延长贮藏时间,减少贮藏物的干缩损耗,同时可以节省制冷设备的投资和运转费用。
2、注意隔热层外侧的防潮。
冷库围护结构两侧的温度不一致,易形成水蒸气分压差,伴随热量的传递,库外的水蒸气就会向库内渗透,故应设置防潮隔气层。
常见的防潮方法有3种:沥青防潮、塑料薄膜防潮及使用金属夹心板兼作防潮层。
3、安装良好的抽气系统。
食品在冷库内贮藏一定时间后易积累二氧化碳、乙烯等气体物质,故需安装良好的抽气系统,以便经常换入新鲜空气,以利于食品的贮藏保鲜。
4、选择合适的制冷系统。
冷库是通过人工制冷的方法来获取冷量的。
目前常用液体气化制冷法或蒸气制冷法。
蒸气制冷法可分为压缩式、吸收式、喷射式3种制冷方式,其中以压缩式最为广泛。
压缩式制冷机主要由压缩机、冷凝器、调节阀和蒸发器4部分组成,它是一个闭合循环系统。
三、冷藏时应注意的一些问题1、预冷。
预冷是食品在长途运输或冷藏前预先进行的一种冷却方法,其要求是将待贮食品快速降至规定温度。
它是维护被运输食品的品质和延长贮藏寿命的重要措施。
预冷通常在冷库和预冷间进行。
常用的预冷方法有自然空气冷却、通风冷却、真空冷却及冷水冷却。
经预冷处理后的食品应迅速置入低温环境中贮藏。
2、温度允许的变化范围与贮藏期限。
冷藏库中的温度并不可能恒定在某一温度值上,因制冷机性能、库容大小和内外温差等因素会使库温在一定范围内波动。
一般而言,食品以贮藏温度较低,且变化范围越小越好。
这样有利于食品保鲜,防止损耗及低温生理病害。
3、温度的控制。
不同的食品具有不同的最适冷藏温度。
冷库温度和入库后食品的温度受多种因素的影响,如入库时食品的温度与库温的差别、制冷机的效能与库容、库内空气流通情况、堆码方式,食品品种及成熟度等。
入库时应合理堆码,根据实际情况调节库温;出库前需采用逐步升温方法,以免因内外温差大,而造成食物表面凝结水珠。
4、湿度的控制。
冷库常因蒸发器大量吸热而不断地在其上结附冰霜,又不断地将冰霜融化流走,致使库内湿度常低于食品贮藏对湿度的要求。
可以采用增大蒸发器面积、减少结霜,安装喷雾设备或自动喷湿器来调节冷库内湿度。
另外,当因货物出入频繁,使库内相对湿度增大时,可安装吸湿器吸湿,并加强冷库管理,严格控制货物和人员的频繁出入。
食品生物技术毕业论文范文
匍匐翦股颖矮生品系耐阴性评价论文编号:SP027 论文字数:13264,页数:24摘 要 通过室内窗边培养和黑暗培养粤选1号匍匐翦股颖及矮生品系1613-01、1613-02、1613-4、1613-5、1613-6、1614-3、3603、3605-2,测定株高、根长、叶片长、分蘖数、生物量、叶片存活天数、叶片枯黄率、叶片老化指数等指标,以自然光照培养材料为对照,并进行草坪质量、草毯室内应用及草毯草种评分。
结果说明,室内窗边培养和黑暗培养,匍匐翦股颖表现出徒长趋势,叶片增长、根短、分蘖少;叶色浅、枯黄,老化;生物量减少等。
窗边培养的矮生品系1613-02、1613-4、1613-5、3603与粤选1号匍匐翦股颖相比,其株高、根长、生物量、叶片枯黄率、叶片老化指数变化值较小;黑暗培养的矮生品系1613-02、1613-4、1613-5、3603与粤选1号匍匐翦股颖相比,其株高、生物量、叶片老化指数变化值较小;匍匐翦股颖矮生品系1613-02在室内生长速度慢,植株存活能力强、并且具备较高的草坪和草毯质量,表现出最好的室内草毯应用潜力。
关键词:匍匐翦股颖 矮生品系 草毯 耐阴性 Evaluation of Shade-tolerance to Agrostis stolonifera Dwarf StrainsAbstract:The plant height, the length of roots and leaf, the number of tiller, biomass, survival time of leaf, rate of yellow leaf, leaf senescence index of Yuexuan No. 1 and new Agrostis stolonifera dwarf stain 1613-01、1613-02、1613-4、1613-5、1613-6、1614-3、3603、3605-2 were determined by cultivated beside windows indoor and in dark indoor. The results indicated that when cultivated beside windows indoor and in dark indoor, Agrostis stolonifera appeared a trend of excessive growth, and the length of leaf increased, the length of roots shortened, the number of tiller reduced, the color of leaf became light and yellow, the leaf became senescence, and the biomass was reduced, etc. Compared with Yuexuan No.1, the change of plant height, the length of roots, biomass, rate of yellow leaf, leaf senescence index of Agrostis stolonifera dwarf strain 1613-02、1613-4、1613-5、3603 cultivated beside windows indoor were less. By cultivated in dark indoor, compared with Yue xuan No. 1, the change of plant height, biomass, rate of yellow leaf, leaf senescence index of Agrostis stolonifera dwarf strain 1613-4、1613-5、3603、3605-2 were less too. When Agrostis stolonifera dwarf strain 1613-02 was cultivated indoor, the growing speed was slow, and the survivability was strong. It was also became an excellent quality grass blanket, and expressed a best potential of grass blanket indoor application. Key words:Agrostis stolonifera; dwarf strain; grass blanket; shade-tolerance 目 录1前言 12材料与方法 22.1材料来源 22.2材料培养 22.3试验处理 32.4指标测定 33结果与分析 43.1不同光照培养对匍匐翦股颖矮生品系株高的影响 43.2不同光照培养对匍匐翦股颖矮生品系植株根长的影响 53.3不同光照培养对匍匐翦股颖矮生品系植株叶片长的影响 53.4不同光照培养对匍匐翦股颖矮生品系植株分蘖数的影响 63.5不同光照培养对匍匐翦股颖矮生品系植株生物量的影响 73.6不同光照培养对匍匐翦股颖矮生品系植株叶片存活天数、叶片枯黄率、叶片老化 指数的影响 83.7匍匐翦股颖矮生品系草毯室内应用株高变化 103.8匍匐翦股颖矮生品系草坪质量指标评价 113.9匍匐翦股颖矮生品系草毯质量评价与草种筛选 133.10匍匐翦股颖矮生品系草种评分与各指标的相关性分析 154结论与讨论 15 参考文献 17 英文摘要 18 致谢 19 毕业论文成绩评定表 20以上回答来自: http://www.lwtxw.com/html/58-5/5409.htm
求一篇食品科学与工程的论文,3000字左右
毕业论文(设计)要包括以下组成部分:1.封面(附1)2.扉页(附2)3.任务书(附3)4.中文摘要、关键词5.英文摘要、关键词(*)6.目录7.正文8.致谢(*)9.参考文献10.附录(*)11.指导教师评审表(附4)12.评阅人评审表(附5)13.答辩评审表(附6)14.封底 一、封面与扉页常出现问题及正确写法(见范例1、2)1. 封面上的英文题目的首单词第一个字母和有实际意义的单词第一个字母要大写,其他小写(如and, the, of, in, by,a, an) 如: Study on the Bio-deacidification in Hawthorn Fruit Juice2. 封面和扉页上的导师姓名后面要写上职称,职称用小括号括起来。
3. 封皮上的申请学位是工学学士学位4. 封皮所填写内容的横线要长度一致5. 封面顶部左侧的“分类号”:食品科学与工程专业写:081401 食品质量与安全专业写:081407W6. 封面顶部右侧的“编号”:为当年年份加学号,如2009-21505127 二、任务书常出现问题及正确写法(见范例3) 任务书按这样的格式改 具体要求:(大家写一样的) 1)认真查阅相关资料,弄清实验目的、意义,搞好整体设计2)认真探索实验方法,找出实验的关键3)熟练实验操作技术,保证实验数据的准确性4)实验数据真实可靠,文献引用要合理,论文撰写要规范 主要参考文献:(一个英文的,一个中文的。
每个文献资料都要写全) [1] 赵玉平.山楂的综合利用和开发[D].天津科技大学博士学位论文,2004,51 [2] Johnson R L, Chandler B V. Ion exchange and adsorbent resins for removal of acids and bitter principles from citrus juices[J].Journal of Science and Food Agricultural,1985,36(6): 480-484 (超过一行的要左对齐) 进度安排:老师的签名不要打上,日期不要打上 三、摘要 1、[摘要]黑体小四“摘要”,并外加“[]” [摘要] 中文摘要的编写执行GB6447-86规定,不应出现图、表、数学公式、化学结构式和非公知公用的符号、术语和缩略语。
至少5~6个整句,内容包括目的、方法、结果、结论(四要素缺一不可)等。
摘要应以第三人称撰写,避免使用“本文”、“作者”等词汇,不应出现“本实验”等主语性的开头。
应写成报道性文摘,并具有独立性和自明性,即不阅读全文,就能获得全文的主要信息(特别注意所述内容均应包含在正文中,且数据一致)。
不要重复题目,给出文中的主要信息、关键步骤或数据,以便于检索;篇幅:报道性的以300字左右,指示性的以100字左右,报道-指示性的以200字左右为宜;英文摘要一般与中文摘要内容相对应;缩写词首次出现时请给出全称,如:基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)。
(字体:宋体,小四)2、关键词:毕业;论文;设计.3、中文和英文摘要中不能出现参考文献的标识,即不能出现[x]。
4.英文关键词的第一个字母不需大写5.摘要与关键词之间要空一行 四、目录1、目录中不能出现参考文献标识2、 目录格式采用小四、宋体,第一层次加粗,行距18磅;用密集的点的制表符,处于字的中间。
3、结论、致谢、参考文献前不标数字。
4、摘要和目录都不用页眉,页脚采用阿拉伯数字标注。
五、正文1、页面设置 版面页边距上3cm,下、左2.5cm,右2cm;页眉加“烟台大学毕业论文”,字体为隶书3号字,居中,页眉距边界2cm;页码用小五号字,底端居中,页脚距边界1.75cm。
装订线为0.8厘米左方。
2、 “目录,致谢,结论”,两个字之间空两个格3、层次(级)标题的规定 层次标题一律用阿拉伯数字连续编号;不同层次的数字之间用小圆点(为半角)相隔,末位数字不加标点符号。
如“1”,“1.1”,“3.1.2”, “3.1.2.1”等,编号到四级为止。
各层次的序号均左顶格起排,后空1个汉字距,再排标题。
标题不得排在页末。
正文部分一级标题一般为“0 前言”、“1 材料和方法”、“2 结果”、“3 讨论”、 “4 结论”。
一级标题序和标题用小二号黑体字。
一级题序和标题居中放置,一级标题序和标题距下文双倍行距。
题序和标题之间空一个汉字,不加标点,下同。
正文部分汉字之间的标点符号用全角。
二级、三级、四级标题的各层次题序和标题一律沿版面左侧边线顶格安排。
二级标题,如:“1.1 实验方法”,左顶格排。
一、二级标题后的内容另起一行排。
其题序和标题用小三号黑体字。
单倍行距,段前、段后分别为0.3行。
三级标题,如:“1.1.1 山楂中有机酸的测定方法”,左顶格排。
与后面的内容用冒号隔开,内容接排。
三级题序和标题用四号黑体字。
单倍行距,段前、段后0.2行。
四级标题,如“1.1.1.1 山楂中总酸的测定方法”,左顶格排。
四级及以下各层次题序及标题一律用小四号黑体字,单倍行距。
正文即非标题文字,汉语用宋体小四号字,行间距18磅;4、正文中所有数字、英文都用Times New Roman,包括英文摘要5、标题、表头和图中都不能加参考文献的标注,表和图一般必须位于同一页面。
6、图和表都要有自明性,即写清图和表所表示的内容。
表的表头(表题)在表格的上部,图的图头(图题)在图的下部。
7、毕业论文中对表格的要求,所有的表都应用阿拉伯数字标上号码,所有表格都必须使用三线格。
如 表 1 双栏表格示例(...
急!给我个关于微生物的小论文。
速度,速度。
微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。
在人类疾病中有50%是由病毒引起。
世界卫生组织公布资料显示:传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。
微生物导致人类疾病的历史,也就是人类与之不断斗争的历史。
在疾病的预防和治疗方面,人类取得了长足的进展,但是新现和再现的微生物感染还是不断发生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。
一些疾病的致病机制并不清楚。
大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力,使许多菌株发生变异,导致耐药性的产生,人类健康受到新的威胁。
一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异,最典型的例子就是流行性感冒病毒。
每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异,这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。
而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。
微生物千姿百态,有些是腐败性的,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。
当然有些微生物是有益的,它们可用来生产如奶酪,面包,泡菜,啤酒和葡萄酒。
微生物非常小,必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。
比如中等大小的细菌,1000个叠加在一起只有句号那么大。
想像一下一滴牛奶,每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌,或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。
也就是一滴牛奶中可有含有50 亿个细菌。
微生物能够致病,能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂,但微生物也有有益的一面。
最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素,这对医药界来讲是一个划时代的发现。
后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。
抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。
一些微生物被广泛应用于工业发酵,生产乙醇、食品及各种酶制剂等;一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等,并且可再生资源的潜力极大,称为环保微生物;还有一些能在极端环境中生存的微生物,例如:高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境,依然存在着一部分微生物等等。
看上去,我们发现的微生物已经很多,但实际上由于培养方式等技术手段的限制,人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。
微生物间的相互作用机制也相当奥秘。
例如健康人肠道中即有大量细菌存在,称正常菌群,其中包含的细菌种类高达上百种。
在肠道环境中这些细菌相互依存,互惠共生。
食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收,菌群在这些过程中发挥的作用,以及细菌之间的相互作用机制还不明了。
一旦菌群失调,就会引起腹泻。
随着医学研究进入分子水平,人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。
人们认识到,是遗传信息决定了生物体具有的生命特征,包括外部形态以及从事的生命活动等等,而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。
因此阐明生物体基因组携带的遗传信息,将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。
在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性,对于传统微生物学来说是一场革命。
以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿,而微生物基因组研究又是其中的重要分支。
世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。
通过基因组研究揭示微生物的遗传机制,发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗,开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物,将对有效地控制新老传染病的流行,促进医疗健康事业的迅速发展和壮大!从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。
为了充分开发微生物(特别是细菌)资源,1994年美国发起了微生物基因组研究计划(MGP)。
通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因,不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识,更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品,包括:接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。
通过基因工程方法的改造,促进新型菌株的构建和传统菌株的改造,全面促进微生物工业时代的来临。
工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。
通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等;某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程,甚至直接作为洗衣粉等的添加剂;另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。
通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究,发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。
乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程,对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因,然后对菌株加以改造,使其更适于工业化的生产过程。
国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究,将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因,经基因工程改造,实现新的工程菌株的构建,简化生产步骤,降...
科学研究生物论文
微生物育种-诱变育种摘要:分析了近几年来我国常用的几种物理诱变和化学诱变育种方法的原理、特点以及成功案例等, 为微生物诱变育种提供了依据。
综述了其在酶制剂、抗生素、氨基酸、维生素、杀虫剂等高产菌种选育中的应用进展;对该技术与离子束技术、空间技术的结合在微生物菌种选育中的应用前景进行了展望。
关键词:诱变;微生物育种;应用进展;展望 微生物与酿造工业、食品工业、生物制品工业等的关系非常密切, 其菌株的优良与否直接关系到多种工业产品的好坏,甚至影响人们的日常生活质量,所以培育优质、高产的微生物菌株十分必要。
微生物育种的目的就是要把生物合成的代谢途径朝人们所希望的方向加以引导, 或者促使细胞内发生基因的重新组合优化遗传性状, 人为地使某些代谢产物过量积累,获得所需要的高产、优质和低耗的菌种。
作为途径之一的诱变育种一直被广泛应用。
目前,国内微生物育种界主要采用的仍是常规的物理及化学因子等诱变方法。
此外,原生质体诱变技术已广泛地应用于酶制剂、抗生素、氨基酸、维生素等的菌种选育中,并且取得了许多有重大应用意义的成果。
1、诱变育种1.1物理诱变1.1.1紫外照射紫外线照射是常用的物理诱变方法之一, 是诱发微生物突变的一种非常有用的工具。
DNA 和RNA 的嘌呤和嘧啶最大的吸收峰在260nm, 因此在260nm 的紫外辐射是最有效的致死剂。
紫外辐射的作用已有多种解释,但比较确定的作用是使DNA 分子形成嘧啶二聚体[1]。
二聚体的形成会阻碍碱基间正常配对,所以可能导致突变甚至死亡[2]。
紫外照射诱变操作简单,经济实惠,一般实验室条件都可以达到,且出现正突变的几率较高,酵母菌株的诱变大多采用这种方法。
1.1.2电离辐射γ- 射线是电离生物学上应用最广泛的电离射线之一,具有很高的能量,能产生电离作用,可直接或间接地改变DNA 结构。
其直接效应是可以氧化脱氧核糖的碱基,或者脱氧核糖的化学键和糖- 磷酸相连接的化学键。
其间接效应是能使水或有机分子产生自由基, 这些自由基可以与细胞中的溶质分子发生化学变化,导致DNA 分缺失和损伤[2]。
除γ- 射线外的电离辐射还有X- 射线、β- 射线和快中子等。
电离辐射有一定的局限性,操作要求较高,且有一定的危险性,通常用于不能使用其他诱变剂的诱变育种过程。
1.1.3离子注入离子注入是20 世纪80 年代初兴起的一项高新技术,主要用于金属材料表面的改性。
1986 年以来逐渐用于农作物育种,近年来在微生物育种中逐渐引入该技术[3]。
离子注入时,生物分子吸收能量,并且引起复杂的物理和化学上的变化,这些变化的中间体是各类活性自由基。
这些自由基,可以引起其它正常生物分子的损伤,可使细胞中的染色体突变,DNA 链断裂,也可使质粒DNA 造成断裂。
由于离子注入射程具有可控性, 随着微束技术和精确定位技术的发展,定位诱变将成为可能[4]。
离子注入法进行微生物诱变育种, 一般实验室条件难以达到,目前应用相对较少。
1.1.4 激光激光是一种光量子流,又称光微粒。
激光辐射可以通过产生光、热、压力和电磁场效应的综合应用,直接或间接地影响有机体,引起细胞染色体畸变效应、酶的激活或钝化,以及细胞分裂和细胞代谢活动的改变。
光量子对细胞内含物中的任何物质一旦发生作用, 都可能导致生物有机体在细胞学和遗传学特性上发生变异。
不同种类的激光辐射生物有机体,所表现出的细胞学和遗传学变化也不同[5]。
激光作为一种育种方法,具有操作简单、使用安全等优点,近年来应用于微生物育种中取得不少进展。
1.1.5 微波微波辐射属于一种低能电磁辐射, 具有较强生物效应的频率范围在300MHz~300GHz,对生物体具有热效应和非热效应。
其热效应是指它能引起生物体局部温度上升。
从而引起生理生化反应;非热效应指在微波作用下,生物体会产生非温度关联的各种生理生化反应。
在这两种效应的综合作用下,生物体会产生一系列突变效应[6]。
因而,微波也被用于多个领域的诱变育种,如农作物育种、禽兽育种和工业微生物育种,并取得了一定成果。
1.1.6 航天育种航天育种,也称空间诱变育种,是利用高空气球、返回式卫星、飞船等航天器将作物种子、组织、器官或生命个体搭载到宇宙空间, 利用宇宙空间特殊的环境使生物基因产生变异,再返回地面进行选育,培育新品种、新材料的作物育种新技术。
空间环境因素主要有微重力,空间辐射,以及其它诱变因素如交变磁场,超真空环境等,这些因素交互作用导致生物系统遗传物的损伤,使生物发生诸如突变、染色体畸变、细胞失活、发育异常等。
航天育种较其它育种方法特殊, 是航天技术与微生物育种技术的有机结合,技术含量高,成本高,个体研究者或一般研究单位都难以实现,只能与航天技术相结合,由国家来完成。
2.1 化学诱变2.1.1 烷化剂烷化剂能与一个或几个核酸碱基反应,引起DNA 复制时碱基配对的转换而发生遗传变异, 常用的烷化剂有甲基磺酸乙酯、亚硝基胍、乙烯亚胺、硫酸二乙酯等。
甲基磺酸乙酯( ethylmethane sulphonate ,EMS) 是最常用的烷化剂,诱变率很高。
它诱导的突变株大多数是点突...
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