微生物突变给人类社会带来的影响

微生物突变给人类社会带来的影响

　　一、微生物突变的含义及类型

　　突变是指遗传物质突然发生稳定的可遗传的变化，它有两个意义：一是指与野生型不同的个体所携带和传递的基因组变异结构，这种变异结构可以是基因水平的，也可以是染色体水平的；突变的另一个意义是指上述变异结构发生的过程。对微生物来讲，基因突变最常见，最重要，而由于重组或附加体等外源遗传物质的整合而引起DNA的改变，则不属突变的范围。从突变涉及范围，可以把突变分为基因突变和染色体畸变；从突变所带来的表型的改变来讲，突变的类型可以分为以下几类：形态突变型、条件致死突变型、营养缺陷突变型、抗原突变型和其他突变型；按突变的条件和原因划分，突变可以分为自发突变和诱发突变。

　　二、诱变育种在工业上的应用

　　菌种技术的进步是发酵工业发展的重要依托。微生物菌种来源于自然。在长期的进化过程中，微生物形成了一整套精密的代谢控制机制，不会过量生产超过其自身生长、代谢需要的酶或代谢产物。微生物细胞内具有反馈抑制、阻遏等代谢调控系统。育种工作者的任务是设法在不损及微生物基本生命活动的前提下，采用物理、化学或生物学以及各种工程学方法，改变微生物的遗传结构，打破其原有的代谢控制机制，使之成为浪费型菌株。同时，按照人们的需要和设计安排，进行目的产物的过量生产，最终实现产业化的目的。而获取优良的菌种是实现产业化的重中之中，传统的经典的诱变及筛选是最常用的菌种改良手段。关键的第一步是用物理、化学或生物的诱变因子修改目的微生物的基因组产生突变型。微生物的自发突变频率在10—5~10—8之间，经诱变剂处理微生物细胞后，可大幅度提高突变频率，达到10—3~10—6，这比自发突变提高了上百倍。诱变育种在菌种改良上的成绩非常显著。人们不会忘记青霉素的发酵水平的提高，Flemin在上世纪二、三十年代最初发现青霉素时，发酵单位仅2IUPmL。到八十年代中期，坚持不懈的菌种改良，终使青霉素的效价攀升到85000uPmL，按重量计，从最初发现时的0。0012gPL提高到了50gPL。再如L—谷氨酸的发酵，五十年代木下祝郎等发明的谷氨酸微球菌（Micrococcusglutamicus）发酵生产L—谷氨酸时，酵产酸水平为5%，如今工业生产产酸水平已达到15%，%，转化率高达60%~65%。在微生物发酵新产品源源不断涌现的今天，诱变育种仍然是最常用的基本技术。诱变处理的目标是以选育高产量、高发酵强度、能利用各种不同原料、适应特殊发酵条件、减少副产品以及低溶氧、低能耗的菌种。浏览近期的有关专业书刊杂志，通过诱变方法提高菌种产量、改良生物性能的报告仍然、比比皆是，以下是一些例证：朱亨政（1991）[4]报导，用酸性薯干粉平板自土壤样品分离野生型黑曲霉Aspergillusniger628，经多次60CoC—射线及DES诱变，得到产柠檬酸变异株Co827，产酸12%~13%，转化率95%，发酵周期54~64h，发酵强度：1。8~2。0kgP（m3#h），继而又由Co827反复进行60CoC—射线诱变处理，得变异株Co8—60—7，实验室摇瓶产柠檬酸可达23%以上，转化率100%，发酵周期不超过120h（孢子接种）。

　　三、微生物突变在医学方面的影响

　　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。

　　参考文献：

　　[1]徐伟,王鹏,张兴,黄臣勇,施雪华.微波诱变高产L-乳酸细菌的选育与表征[J].天津大学学报.2009(06)；

　　[2]石磊,梁运章.物理因子对微生物诱变作用的研究进展[J].内蒙古大学学报(自然科学版).2006(01)；

　　[3]雷肇祖,钱志良,章健.工业菌种改良述评[J].工业微生物.2004(01)；

　　[4][1]K.-H.Song,H.-H.Lee,H.-H.Hyun.Characterizationofsalt-tolerantmutantforenhancementofl-threonineproductioninEscherichiacoli[J],2000