离子注入微生物诱变育种研究进展
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利用N^+离子诱变选育茶树良种初报
江昌俊;李卓民;房国宾
【期刊名称】《安徽农业大学学报》
【年(卷),期】2000(27)1
【摘要】7个茶树品种无性系种子经N+离子注入诱变,M1代个别单株在叶面积、叶型、叶色、叶面隆起性及萌芽期、抗寒性等重要农艺性状上发生明显变异,说明N+离子注入对茶树种子有较为明显的诱变作用,在育种工作中可作为创造突变的一条重要途径。
【总页数】3页(P48-50)
【关键词】茶树;良种选育;N^+离子注入;诱变育种
【作者】江昌俊;李卓民;房国宾
【作者单位】安徽农业大学农业部茶叶生物技术重点开放实验室;安徽省农垦总公司;宣城麻姑山茶茧场
【正文语种】中文
【中图分类】S571.103.5
【相关文献】
1.茶树多倍体诱变研究初报 [J], 刘静;丁兆堂;赵进红;孙海伟;孙仲序
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5.3个茶树良种龙岩引种试验初报 [J], 李春维;江巍
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3现代生物技术特别是发酵工程技术的最终产品,一般都是经过工业微生物这一“工厂”生产得到的,已经取得了举世瞩目的经济效益和社会效益。
据统计,1979年世界工业酶产量为53000吨,1985年酶制剂的总产量为10万吨,作为商品出售的酶制剂有200余种,到1990年总产值约为10亿美。
就生物技术而言,1991年美国、德国、法国和英国的总销售额依次为400,200,150,6.4亿美元[1]。
对工业微生物菌种的优化选育是提高产量和质量的一条有效途径。
以突变和筛选为中心的传统育种技术在工业微生物发展到现在规模的过程中始终起着重要作用。
70年代以来,重组DNA技术和原生质体融合技术开始用于菌种选育。
各种外源基因在原核生物、真核细胞的克隆和表达研究取得了重大成果,使工业微生物育种技术进入了真正意义的分子水平育种时代。
1工业微生物育种的方法1.1自然选育通过自然发生的突变和筛选法,筛选那些含有所需性状得到改良的菌种。
随着富集筛选技术的不断完善和改进,自然育种技术的效率有所提高,如含有突变基因naE、mutD、mutT、mutM、mutH、mutI等的大肠杆菌突变率相对较高。
酒精发酵是最早把微生物遗传学原理应用于微生物育种实践而提高发酵产物水平的一个成功实例[2]。
自然选育是一种简单易行的选育方法,可以达到纯化菌种,防止菌种退化,提高产量的目的,但发生自然突变的几率特别低,一般为10-6 ̄10-10/BP。
这样低的突变率导致自然选育耗时长,工作量大,影响了育种工作效率,在这种情况下,出现了诱变育种技术[3]。
现代工业微生物育种技术研究进展孟甜 李玉锋*(西华大学生物工程学院,四川 成都,610039)摘要 工业微生物的育种是现代工业发展的一个关键环节。
本文介绍了现代工业微生物育种技术发展,包括自然育种、诱变育种、代谢控制育种、基因工程育种等,并对育种技术的发展做了展望。
关键词 工业微生物;育种技术作者简介:孟甜(1985-),女,硕士,研究方向:食品技术,E-mail: mengtian85@sohu.com通讯作者:李玉锋(1965-),男,教授,研究生导师,E-mail: yf_li10@yahoo.com.cn1.2诱变育种1927年Miller发现X射线能诱发果蝇基因突变。
上海农业学报 2006,22(1):109-112Acta Agriculturae Shanghai文章编号:1000 3924(2006)01 109 04枯草芽孢杆菌防治植物真菌病害研究进展程洪斌1,刘晓桥2,陈红漫1*(1沈阳农业大学生物科学技术学院,沈阳110161; 2上海绿神生态园艺有限公司,上海200083)摘 要:介绍了枯草芽孢杆菌防治植物真菌病害的研究进展,阐述了枯草芽孢杆菌生防机制、育种及发酵培养研究概况。
讨论了目前枯草芽孢杆菌在生防研究中存在的问题及发展前景。
关键词:枯草芽孢杆菌;生防机制;育种;发酵培养中图分类号:S435.121.4+9 文献标识码:A枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)于1941年在非洲战役时被德国医疗军团发现,从马和骆驼的粪便中分离出来[1]。
根据菌落形态以及形成芽孢的特点而命名为枯草芽孢杆菌,是内生芽孢的革兰氏阳性细菌,在芽孢形成初期分泌各种抗菌物质,对病原真菌有特异性的防治作用。
早在1879年,拜耳前身公司生产的一种菌肥,使用的就是枯草芽孢杆菌[2]。
20世纪90年代初,美国Gustafson公司以Epic、Kodiak为注册商标大量生产枯草芽孢杆菌杀菌剂,随后国际上多家公司相继推出枯草芽孢杆菌杀菌剂。
我国近年来也开始有各种枯草芽孢杆菌杀菌剂的规模化生产,如云南省农科院开发的 百抗 及湖北省武汉天惠生物工程有限公司生产的枯草芽孢杆菌可湿性粉剂及上海市农业科学院开发的防治番茄叶霉菌的G3等。
随着枯草芽孢杆菌作为革兰氏阳性代表菌株基因组被测序以来,同枯草芽孢杆菌有关的研究,特别是有关生化分析、分子生物学等方面基础理论研究持续展开。
当今人们的环保意识不断增强,生物农药正在引起越来越多的关注。
枯草芽孢杆菌杀菌剂克服了传统化学农药污染环境、危害人畜、易产生抗性等缺点,具有选择性强、安全、原料简单等优点,在微生物杀菌剂市场中初露头角。
1 枯草芽孢杆菌生防机制研究枯草芽孢杆菌通过成功定殖至植物根际、体表或体内,同病原菌竞争植物周围的营养、分泌抗菌物质抑制病原菌生长,同时诱导植物防御系统抵御病原菌入侵,从而达到生防的目的。
除去,A Hein fling 等人在研究中发现[28],MnP 可用于偶氮和酞菁转化,当反应体系中加入藜芦醇时,转化率可提高8~100倍。
另外,MnP 对偶氮类、蒽醌、杂环、三苯甲烷、高分子染料尚具有脱色和部分矿化能力。
712 造纸工业MnP 在纸浆的生物漂白方面有很大的应用前景。
T oshiyaSasaki 等人采用固定化MnP 法[29],构建了热稳定的两步反应体系,对纸浆处理完毕后,在7h 内,纸浆的漂白度增加88%。
713 褐煤的生物降解微生物对低阶煤具有脱硫、液化等能力[30],Willmann 等人[31]研究发现,白腐真菌可对溶于水的褐煤大分子进行漂白,酶学研究表明其中起作用的是MnP ,无LiP 和漆酶活性。
体外研究发现,Nematoloma frowardii 和Clitocybula dusenii 分泌的MnP 可迅速对Rhenish 褐煤解聚,生成小分子量的黄腐酸[32]。
本课题组在内蒙褐煤的微生物降解研究中发现,降解过程中有MnP ΠLiP 活性,无漆酶活性;且降解后黄腐酸的含量明显升高,研究有待进一步深化。
8 展望MnP 的底物专一性弱,可氧化各类芳香化合物及一些难生物降解的物质,但由于其底物的多样性及酶本身结构、基因编码、调控表达的复杂性,所以国内的研究尚处于初期阶段;国外的研究虽然取得一定进展,但对于MnP 的分子生物学、高效表达体系的构建等研究尚有待深入。
MnP 除在已知的生物制浆、纸浆的酶法漂白、有机污染物的降解和环境的生物修复领域有重要用途,而且研究发现MnP 在褐煤的生物转化过程中起重要作用。
褐煤是一种应用价值低的劣质煤,长期露天堆放,不仅造成能源浪费,而且造成环境污染。
我国有丰富的褐煤资源,占已发现煤炭资源的1217%,褐煤经微生物降解后,活性组分黄腐酸的含量显著提高,黄腐酸可用于工、农、医、牧、环境等各个领域。
加快对MnP 遗传学和生理学机理的研究,构建高效表达载体实现MnP 的工业化生产,不但可以加快木素生物降解的进程,对实现生物能的绿色转化具有重要意义;而且为高效利用我国的煤炭资源,实现能源的高效生物转化开辟了新途径。
参考文献:[1]H lker U ,Ludwig S ,Scheel T ,et al 1M echanisms of coal s olubilization by the deuteromycetes Trichoderma atroviride and Fusarium oxysporum [J ]1Appl Microbiol Biotechnol ,1999,52:57-591[2]K irk TK,Farrell R L 1Enzymatic “C ombustion ”:the microbial degradation of lignin[J ]1A nnu R ev Microbiol ,1987,41:465-5051[3]Hatakka A 1Ligninolytic enzymes from selected white -rot fungi :production and role in lignin degradation[J ]1FEMS Microbiol R ev ,1994,13:125-1351[4]Rum pel C ,K gel -K nabner I 1The role of lignite in the carbon cycle of lig 2nite -containing mine s oils :evidence from carbon mineralization and humic acid extraction[J ]1Organic G eochemistry ,2002,33:393-3991[5]M ester T ,Field JA 1Characterization of a novel manganese peroxidase -lig 2nin peroxidase hybrid is ozyme produced by Bjerkandera species strain BOS55in the absence of manganese[J ]1J Biol Chem ,1998,273(25):15412-154171[6]Hein fling A ,M art ínez M J ,M art ínez AT ,et al 1T rans formation of industrial dyes by manganese peroxidases from Bjerkandera adusta and Pleurotus eryngii in a manganese -independent reaction [J ]1Appl E nviron Microbiol ,1998,64(8):2788-27931[7]Larrondo LF ,Lobos S ,S tewart P ,et al 1Is oenzyme multiplicity and character 2ization of recombinant manganese peroxidases from Ceriporiopsis subvermispora and P 1chrysosporium [J ]1Appl E nviron Microbiol ,2001,67(5):2070-20751[8]M orais H ,Ram os C ,F org àcs E ,et al 1Using spectrophotometry and spectral mapping technique for the study of the production of manganese -dependent and manganese -independent peroxidase by Pleurotus ostreatus [J ]1J Biochem Bio 2phys Methods ,2002,50:99-1091[9]W ariishi H ,Valli K,G old M H 1M anganese (Ⅱ)oxidation by manganese peroxidase from the basidiomycete P 1chrysosporium [J ]1J Biol Chem ,1992,267:23688-236951[10]H ofrichter M ,Scheibner K,Schneega I ,et al 1Enzymatic combustion of aro 2matic and aliphatic com pounds by manganese peroxidase from Nematoloma fro 2wardii [J ]1Appl E nviron Microbiol ,1998,64:399-4041[11]H ofrichter M ,Z iegenhagen D ,Vares T ,et al 1Oxidative decom position ofmalonic acid as basis for the action of manganese peroxidase in the absence of H 2O 2[J ]1FEBS Lett ,1998,434:362-3661[12]Fakoussa RM ,H ofrichter M 1Biotechnology and microbiology of coal degra 2dation[J ]1Appl Microbiol Biotechnol ,1999,52:25-401[13]Camarero S ,Sarkar S ,Ruiz -Due n ~as F J ,et al 1Description of a versatile peroxidase inv olved in the natural degradation of lignin that has both manganese peroxidase and lignin peroxidase substrate interaction sites[J ]1J Biol Chem ,1999,274(15):10324-103301[14]Lankinen VP ,Bonnen AM ,Anton LH ,et al 1Characteristics and N -termi 2nal amino acid sequence of manganese peroxidase from s olid substrate cultures of Agaricus bisporus [J ]1Appl Microbiol Biotechnol ,2001,55:170-1761[15]Paszczyshi A ,Huynh VB ,Craw ford R 1C om pasis on of ligninase -1and per 2oxidase -M2from the white -rot fungus P 1chrysosporium [J ]1Arch Biochem Biophys ,1986,244(2):750-7651[16]M iyazaki C ,T akahashi H 1Engineering of the H 2O 2-binding pocket region of a recombinant manganese peroxidase to be resistant to H 2O 2[J ]1FEBS Lett ,2001,509:111-1141[17]Bogan BW ,Schoenike B ,Lamar RT ,et al 1M anganese peroxidase mRNA and enzyme activity levels during bioremediation of polycyclic aromatic hydrocar 2bon -contaminated s oil with Phanerochaete chrysosporium [J ]1Appl E nviron Microbiol ,1996,62:2381-23861[18]段新源,李杨,卢雪梅,等1木素生物降解的分子生物学进展[J ]1纤维素科学与技术,2001,9(4):51-581[19]G ettemy -Jessica M ,M a B ,Alic M ,et al 1Reverse transcription -PCR analysis of the regulation of the manganese peroxidase gene family[J ]1Appl E n 2viron Microbiol ,1998,64(2):569-5741[20]Irie T ,H onda Y,W atanabe M ,et al 1H om olog ous expression of recombinant manganese peroxidase genes in ligninolytic fungus Pleurotus ostreatus [J ]1Appl Microbiol Biotechnol ,2001,55:566-5701[21]C onesa A ,H ondel CAM JJ ,Punt P J 1S tudies on the production of fungal per 2oxidases in Aspergillus niger [J ]1Appl E nviron Microbiol ,2000,66(7):3016-30231[22]M ay field M B ,K ishi K,Alic M ,et al 1H om olog ous expression of recombi 2nant manganese peroxidase in P 1chrysosporium [J ]1Appl E nviron Microbiol ,1994,60(12):4303-43091[23]Ha HC ,H onda Y,W atanabe T ,et al 1Production of manganese peroxidase by pellet culture of the lignin -degradading basidiomycete Pleurotus ostreatus [J ]1Appl Microbiol Biotechnol ,2001,55:704-7111[24]Leontievsky AA ,M yas oedova NM ,Baskunov BP ,et al 1T rans formation of 2,4,6-trichlorophenol by the white -rot fungi Panus tigrinus and Coriolus versi 2color [J ]1Biodegrad ation ,2000,11:331-3401[25]Reddy G VB ,G elpke M DS ,G old MH 1Degradation of 2,4,6-trichlorophe 2nol by P 1chrysosporium :inv olvement of reductive dechlorination[J ]1J B acteri 2ol ,1998,180(19):5159-51641[26]M oreira MT ,Palma C ,M ielg o I ,et al 1In vitro degradation of a polymeric dye (poly R -478)by manganese peroxidase[J ]1Biotechnol Bioeng 1,2001,75(3):362-3681[27]T ekere M ,Mswaka AY,Z vauya R ,et al 1G rowth ,dye degradation and ligni 2nolytic activity studies on Z imbabwean white rot fungi [J ]1E nzyme Microbial T echnol ,2001,28:420-4261[28]Hein fling A ,M art ínez M J ,M art ínez AT ,et al 1T rans formation of industrial dyes by manganese peroxidases from Bjerkandera adusta and Pleurotus eryngii in a manganese -independent reaction [J ]1Appl E nviron Microbiol ,1998,64(8):2788-27931[29]Sasaki T ,K ajino T ,Li B ,et al 1New pulp biobleaching system inv olving manganese peroxidase imm obilized in a silica support with controlled pore sizes [J ]1Appl E nviron Microbiol ,2001,67(5):2208-22121[30]Baek K,K im CS ,Lee HH ,et al 1M icrobial desulfurization of s olubilization coal[J ]1Biotechnology Letters ,2002,24:401-405[31]W illmann G,Fakoussa RM 1Biological bleaching of water -s oluble coal macrom olecules by a basidimycete stain[J ]1Appl Microbiol Biotechnol ,1997,47:95-1011[32]H ofrichter M ,Fritsche W 1Depolymerization of low -rank coal by extracel 2lular fungal enzyme systems 1Ⅱ1The ligninolytic enzymes of the coal -humic -acid -degrading fungus Nematoloma frowardii b19[J ]1Appl Microbiol Bio 2technol ,1997,47:419-4241离子注入微生物诱变育种研究进展宫春波1,2,刘鹭1,谢丽源1,贺稚非1(11西南农业大学食品科学学院,重庆400716;21莱阳农学院食品科学系,山东莱阳265200)摘要:论述了离子注入微生物育种的三大特征,介绍了微生物接受注入离子的方法、离子注入机的简单结构和工作情况。