微生物育種——常壓室溫等離子體 (ARTP) 同傳統的低壓氣體放電等離子體源相比,具有等離子體射流溫度低、放電均勻、化學活性粒子濃度高等特點,基于ARTP技術,利用等離子體的手段對微生物進行誘變育種的專用儀器—ARTP誘變育種儀 (ARTP Mutagenesis Breeding Machine)。該儀器突變率高,并且結構緊湊、操作簡便、安全性高、誘變速度快,一次誘變操作(數分鐘以內)即可獲得大容量突變庫,極大地提高了菌種突變的強度和突變庫容量;ARTP技術結合高通量篩選技術,可實現對生物快速高效的進化育種。
微生物育種的主要方法及技術:
1.自然選育
原理:利用微生物自發突變,篩選具有優良性狀的菌株。
應用:如從青霉菌群體中分離高產青霉素菌株。
特點:操作簡單,但正突變率低,需長期篩選。
2.誘變育種
原理:通過物理(紫外線、γ射線)或化學誘變劑提高突變率。
應用:紫外線誘變獲得青霉素高產菌株。
優勢:方法快速,可改善產量、質量及簡化工藝。
3.雜交育種
原理:通過接合、轉導或原生質體融合實現基因重組。
應用:
酵母菌株雜交(如酒精發酵與面包酵母結合)。
白地霉與黑曲霉原生質體融合。
特點:可結合不同親本的優勢性狀。
4.基因工程育種
原理:通過DNA重組技術定向改造微生物基因組。
應用:大腸桿菌生產人胰島素。
優勢:精準性強,可突破物種界限。
5.定向培育
原理:在特定環境(如梯度培養基)中篩選抗性突變株。
應用:吡哆醇高產菌株的選育。
特點:需長期培養,適合抗性突變篩選。