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闡述微生物菌種衰退的主要原因
微生物長(zhǎng)期受到外界的影響,遺傳性狀必然發(fā)生某些變異。正是由于變異的存在才使得生物向前進(jìn)化。然而由于突變的存在,菌種在培養(yǎng)或保藏過(guò)程中,可能會(huì)出現(xiàn)某些優(yōu)良生產(chǎn)性狀的劣化、遺傳標(biāo)記丟失、典型特征改變等現(xiàn)象,稱為菌種衰退。比如蘇云金芽孢桿菌由于菌種衰退,導(dǎo)致其新生的菌體芽孢和伴孢晶體都比較??;保藏的沙門(mén)氏菌鞭毛抗原丟失,導(dǎo)致H多價(jià)血清不凝固等。
菌種衰退的根本原因是有關(guān)基因的負(fù)突變。如果控制產(chǎn)量的基因發(fā)生負(fù)突變,則表現(xiàn)為產(chǎn)量下降;如果控制孢子**的基因發(fā)生負(fù)突變,則產(chǎn)生孢子的能力下降。菌種在移種傳代過(guò)程中會(huì)發(fā)生自發(fā)突變。雖然自發(fā)突變的幾率很低(一般為10-6~10-9),尤其是對(duì)于某一特定基因來(lái)說(shuō),突變頻率更低。但是由于微生物具有極高的代謝繁殖能力,隨著傳代次數(shù)增加,衰退細(xì)胞的數(shù)目就會(huì)不斷增加,在數(shù)量上逐漸占優(yōu)勢(shì),終成為一株衰退了的菌株。此外,菌種衰退還有以下幾種原因:
1、表型延遲造成菌種衰退
表型延遲現(xiàn)象也會(huì)造成菌種衰退。如,在誘變育種過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)某菌株初篩時(shí)產(chǎn)量較高,進(jìn)行復(fù)篩時(shí)產(chǎn)量卻下降了。
2、連續(xù)傳代
連續(xù)傳代是加速菌種衰退的一個(gè)重要原因。一方面,傳代次數(shù)越多,發(fā)生自發(fā)突變(尤其是負(fù)突變)的幾率越高;另一方面,傳代次數(shù)越多,群體中個(gè)別的衰退型細(xì)胞數(shù)量增加并占據(jù)優(yōu)勢(shì)越快,致使群體表型出現(xiàn)衰退。
3、質(zhì)粒脫落導(dǎo)致菌種衰退
質(zhì)粒脫落導(dǎo)致菌種衰退的情況在抗生su生產(chǎn)中較多,不少抗生su的合成是受質(zhì)??刂频摹.?dāng)菌株細(xì)胞由于自發(fā)突變或外界條件影響(如高溫),致使控制產(chǎn)量的質(zhì)粒脫落或者核內(nèi)DNA和質(zhì)粒復(fù)制不一致,即DNA復(fù)制速度超過(guò)質(zhì)粒,經(jīng)多次傳代后,某些細(xì)胞中就不具有對(duì)產(chǎn)量起決定作用的質(zhì)粒,這類(lèi)細(xì)胞數(shù)量不斷提高達(dá)到優(yōu)勢(shì),則菌種表現(xiàn)為衰退。
4、不適宜的培養(yǎng)和保藏條件
不適宜的培養(yǎng)和保藏條件是加速菌種衰退的另一個(gè)重要原因。bu良的培養(yǎng)條件如營(yíng)養(yǎng)成分、溫度、濕度、pH值、通氣量等和保藏條件如營(yíng)養(yǎng)、含水量、溫度、氧氣等,不僅會(huì)誘發(fā)衰退型細(xì)胞的出現(xiàn),還會(huì)促進(jìn)衰退細(xì)胞迅速繁殖,在數(shù)量上大大超過(guò)正常細(xì)胞,造成菌種衰退。