微生物突變給人類社會帶來的影響

　　一、微生物突變的含義及類型

　　突變是指遺傳物質突然發生穩定的可遺傳的變化，它有兩個意義：一是指與野生型不同的個體所攜帶和傳遞的基因組變異結構，這種變異結構可以是基因水平的，也可以是染色體水平的；突變的另一個意義是指上述變異結構發生的過程。對微生物來講，基因突變最常見，最重要，而由于重組或附加體等外源遺傳物質的整合而引起DNA的改變，則不屬突變的范圍。從突變涉及范圍，可以把突變分為基因突變和染色體畸變；從突變所帶來的表型的改變來講，突變的類型可以分為以下幾類：形態突變型、條件致死突變型、營養缺陷突變型、抗原突變型和其他突變型；按突變的條件和原因劃分，突變可以分為自發突變和誘發突變。

　　二、誘變育種在工業上的應用

　　菌種技術的進步是發酵工業發展的重要依托。微生物菌種來源于自然。在長期的進化過程中，微生物形成了一整套精密的代謝控制機制，不會過量生產超過其自身生長、代謝需要的酶或代謝產物。微生物細胞內具有反饋抑制、阻遏等代謝調控系統。育種工作者的任務是設法在不損及微生物基本生命活動的前提下，采用物理、化學或生物學以及各種工程學方法，改變微生物的遺傳結構，打破其原有的代謝控制機制，使之成為浪費型菌株。同時，按照人們的需要和設計安排，進行目的產物的過量生產，最終實現產業化的目的。而獲取優良的菌種是實現產業化的重中之中，傳統的經典的誘變及篩選是最常用的菌種改良手段。關鍵的第一步是用物理、化學或生物的誘變因子修改目的微生物的基因組產生突變型。微生物的自發突變頻率在10—5~10—8之間，經誘變劑處理微生物細胞后，可大幅度提高突變頻率，達到10—3~10—6，這比自發突變提高了上百倍。誘變育種在菌種改良上的成績非常顯著。人們不會忘記青霉素的發酵水平的提高，Flemin在上世紀二、三十年代最初發現青霉素時，發酵單位僅2IUPmL。到八十年代中期，堅持不懈的菌種改良，終使青霉素的效價攀升到85000uPmL，按重量計，從最初發現時的0。0012gPL提高到了50gPL。再如L—谷氨酸的發酵，五十年代木下祝郎等發明的谷氨酸微球菌（Micrococcusglutamicus）發酵生產L—谷氨酸時，酵產酸水平為5%，如今工業生產產酸水平已達到15%，%，轉化率高達60%~65%。在微生物發酵新產品源源不斷涌現的今天，誘變育種仍然是最常用的基本技術。誘變處理的目標是以選育高產量、高發酵強度、能利用各種不同原料、適應特殊發酵條件、減少副產品以及低溶氧、低能耗的菌種。瀏覽近期的有關專業書刊雜志，通過誘變方法提高菌種產量、改良生物性能的報告仍然、比比皆是，以下是一些例證：朱亨政（1991）[4]報導，用酸性薯干粉平板自土壤樣品分離野生型黑曲霉Aspergillusniger628，經多次60CoC—射線及DES誘變，得到產檸檬酸變異株Co827，產酸12%~13%，轉化率95%，發酵周期54~64h，發酵強度：1。8~2。0kgP（m3#h），繼而又由Co827反復進行60CoC—射線誘變處理，得變異株Co8—60—7，實驗室搖瓶產檸檬酸可達23%以上，轉化率100%，發酵周期不超過120h（孢子接種）。

　　三、微生物突變在醫學方面的影響

　　在人類疾病中有50％是由病毒引起。世界衛生組織公布資料顯示：傳染病的發病率和病死率在所有疾病中占據第一位。微生物導致人類疾病的歷史，也就是人類與之不斷斗爭的歷史。在疾病的預防和治療方面，人類取得了長足的進展，但是新現和再現的微生物感染還是不斷發生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療藥物。一些疾病的致病機制并不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強大的選擇壓力，使許多菌株發生變異，導致耐藥性的產生，人類健康受到新的威脅。一些分節段的病毒之間可以通過重組或重配發生變異，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與前次導致感染的株型發生了變異，這種快速的變異給疫苗的設計和治療造成了很大的障礙。而耐藥性結核桿菌的出現使原本已近控制住的結核感染又在世界范圍內猖獗起來。

　　參考文獻：

　　[1]徐偉,王鵬,張興,黃臣勇,施雪華.微波誘變高產L-乳酸細菌的選育與表征[J].天津大學學報.2009(06)；

　　[2]石磊,梁運章.物理因子對微生物誘變作用的研究進展[J].內蒙古大學學報(自然科學版).2006(01)；

　　[3]雷肇祖,錢志良,章健.工業菌種改良述評[J].工業微生物.2004(01)；

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