[科普中國(guó)]-營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株

營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株是野生型菌株經(jīng)過(guò)人工誘變或自發(fā)突變失去合成某種生長(zhǎng)因子的能力，只能在完全培養(yǎng)基或補(bǔ)充了相應(yīng)的生長(zhǎng)因子的基本培養(yǎng)基中才能正常生長(zhǎng)的變異菌株。從自然界分離到的微生物在其發(fā)生突變前的原始菌株，稱(chēng)為野生型菌株。

簡(jiǎn)介凡是缺少或喪失從簡(jiǎn)單有機(jī)碳水化合物(如葡萄糖)和其他無(wú)機(jī)元素，合成本身生長(zhǎng)需要的一種或幾種氨基酸，都稱(chēng)“營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株”1。營(yíng)養(yǎng)缺陷型是一種生化突變菌株，它的出現(xiàn)是由基因突變引起的。遺傳信息的載體是一系列為酶蛋白編碼的核酸系列，如果核酸系列中某堿基發(fā)生突變，由該基因所控制的酶合成受阻，該菌株也因此不能合成某種營(yíng)養(yǎng)因子，使正常代謝失去平衡。

篩選所謂營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株，是指菌株由于基因突變喪失合成某些代謝物如氨基酸核酸堿基、維生素的能力，在營(yíng)養(yǎng)上表現(xiàn)某種缺陷，在基本培養(yǎng)基中若不外加該種營(yíng)養(yǎng)成分就不能正常生長(zhǎng)的變異菌株。其原始菌株未經(jīng)誘變劑處理者稱(chēng)野生型菌株2。

營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的篩選一般包括誘發(fā)突變、后培養(yǎng)、淘汰野生型、檢出缺陷型和鑒別缺陷型、生產(chǎn)能力測(cè)試等主要步驟。

在篩選營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的工作中，常用三種培養(yǎng)基：一是基本培養(yǎng)基，它是僅能滿(mǎn)足微生物野生型菌株生長(zhǎng)要求的培養(yǎng)基。第二種是完全培養(yǎng)基，它是能滿(mǎn)足某微生物所有營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株?duì)I養(yǎng)要求的天然或半合成培養(yǎng)基。第三種是補(bǔ)充培養(yǎng)基，凡是只能滿(mǎn)足某種營(yíng)養(yǎng)缺陷型生長(zhǎng)需要的合成培養(yǎng)基，就稱(chēng)為補(bǔ)充培養(yǎng)基。

1、用于誘發(fā)營(yíng)養(yǎng)缺陷型的誘變劑有亞硝基胍，紫外線(xiàn)，亞硝酸等，其中亞硝基胍的誘發(fā)突變率極高，一般可達(dá)10%以上，另外，隨著誘變劑量的提高突變頻率也增加。

2、在誘變之后存活的菌體中，存活的營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的數(shù)量很少，而野生型細(xì)胞卻大量存在，所以常采用抗生素法和菌絲過(guò)濾法來(lái)篩選營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株。

3、經(jīng)過(guò)第二步，野生型的細(xì)胞和營(yíng)養(yǎng)缺陷型細(xì)胞數(shù)量比例發(fā)生很大變化，但是終究還是混合體，要設(shè)法把缺陷型菌株從群體分離檢出，可用點(diǎn)植對(duì)照法，影印法，夾層法，限量補(bǔ)充培養(yǎng)法來(lái)分離。

4、缺陷型菌株的鑒定，實(shí)際是測(cè)定營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株所需的生長(zhǎng)因子種類(lèi)。鑒定的方法可分為兩大類(lèi)：一種方法是在一個(gè)平皿中加入一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以測(cè)定多株缺陷型菌株(10-50)對(duì)該生長(zhǎng)因子的需求情況。第二種方法是在同一個(gè)平皿上測(cè)定一種缺陷型菌株對(duì)許多生長(zhǎng)因子的需求情況，成為生長(zhǎng)譜法。

應(yīng)用在理論研究中，營(yíng)養(yǎng)缺陷型不僅被廣泛應(yīng)用于闡明微生物代謝途徑上，而且在遺傳學(xué)的研究中具有特殊的地位。在轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、原生質(zhì)體融合、質(zhì)粒和轉(zhuǎn)座因子等遺傳學(xué)研究中，營(yíng)養(yǎng)缺陷型是常用的標(biāo)菌種。此外，營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株還是研究基因的結(jié)構(gòu)與功能常用的材料。在生產(chǎn)實(shí)踐中，營(yíng)養(yǎng)缺陷型可以用來(lái)切斷代謝途徑，以積累中間代謝產(chǎn)物；也可以阻斷某一分支代謝途徑，從而積累具有共同前體的另一分支代謝產(chǎn)物；營(yíng)養(yǎng)缺陷型還能解除代謝的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，以積累合成代謝中某一末端產(chǎn)物或者中間產(chǎn)物；也可將營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株作為生產(chǎn)菌株雜交、重組育種的遺傳標(biāo)記。營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株廣泛應(yīng)用于核苷酸及氨基酸等產(chǎn)品的生產(chǎn)。

1、阻斷代謝途徑，積累中間代謝產(chǎn)物。

2、阻斷分支代謝，改變代謝方向，積累另一終端代謝產(chǎn)物。

3、解除反饋抑制，積累代謝產(chǎn)物。

4、利用滲漏缺陷型進(jìn)行代謝調(diào)控育種。

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本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙磊 - 副教授 - 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)