微生物育种——常压室温等离子体 (ARTP) 同传统的低压气体放电等离子体源相比,具有等离子体射流温度低、放电均匀、化学活性粒子浓度高等特点,基于ARTP技术,利用等离子体的手段对微生物进行诱变育种的专用仪器—ARTP诱变育种仪 (ARTP Mutagenesis Breeding Machine)。该仪器突变率高,并且结构紧凑、操作简便、安全性高、诱变速度快,一次诱变操作(数分钟以内)即可获得大容量突变库,极大地提高了菌种突变的强度和突变库容量;ARTP技术结合高通量筛选技术,可实现对生物快速高效的进化育种。
微生物育种的主要方法及技术:
1.自然选育
原理:利用微生物自发突变,筛选具有优良性状的菌株。
应用:如从青霉菌群体中分离高产青霉素菌株。
特点:操作简单,但正突变率低,需长期筛选。
2.诱变育种
原理:通过物理(紫外线、γ射线)或化学诱变剂提高突变率。
应用:紫外线诱变获得青霉素高产菌株。
优势:方法快速,可改善产量、质量及简化工艺。
3.杂交育种
原理:通过接合、转导或原生质体融合实现基因重组。
应用:
酵母菌株杂交(如酒精发酵与面包酵母结合)。
白地霉与黑曲霉原生质体融合。
特点:可结合不同亲本的优势性状。
4.基因工程育种
原理:通过DNA重组技术定向改造微生物基因组。
应用:大肠杆菌生产人胰岛素。
优势:精准性强,可突破物种界限。
5.定向培育
原理:在特定环境(如梯度培养基)中筛选抗性突变株。
应用:吡哆醇高产菌株的选育。
特点:需长期培养,适合抗性突变筛选。