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菌種的退化現(xiàn)象及原因
一、菌種的退化現(xiàn)象
隨著菌種保藏時(shí)間的延長(zhǎng)或菌種的多次轉(zhuǎn)接傳代，菌種本身所具有的優(yōu)良的遺傳性狀可能得到延續(xù)，也可能發(fā)生變異。變異有正變(自發(fā)突變)和負(fù)變兩種，其中負(fù)變即菌株生產(chǎn)性狀的劣化或有些遺傳標(biāo)記的丟失均稱為菌種的退化。但是在生產(chǎn)實(shí)踐中，必須將由于培養(yǎng)條件的改變導(dǎo)致菌種形態(tài)和生理上的變異與菌種退化區(qū)別開(kāi)來(lái)。因?yàn)閮?yōu)良菌株的生產(chǎn)性能是和發(fā)酵工藝條件緊密相關(guān)的。如果培養(yǎng)條件發(fā)生變化，如培養(yǎng)基中缺乏某些元素，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)孢子數(shù)量減少，也會(huì)引起孢子顏色的改變；溫度、pH值的變化也會(huì)使發(fā)酵產(chǎn)量發(fā)生波動(dòng)等。所有這些，只要條件恢復(fù)正常，菌種原有性能就能恢復(fù)正常，因此這些原因引起的菌種變化不能稱為菌種退化。常見(jiàn)的菌種退化現(xiàn)象中，*易覺(jué)察到的是菌落形態(tài)、細(xì)胞形態(tài)和生理等多方面的改變，如菌落顏色的改變，畸形細(xì)胞的出現(xiàn)等；菌株生長(zhǎng)變得緩慢，產(chǎn)孢子越來(lái)越少直至產(chǎn)孢子能力喪失，例如放線菌、霉菌在斜面上多次傳代后產(chǎn)生“光禿”現(xiàn)象等，從而造成生產(chǎn)上用孢子接種的困難；還有菌種的代謝活動(dòng)，代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)能力或其對(duì)寄主的寄生能力明顯下降，例如黑曲霉糖化能力的下降，**素發(fā)酵單位的減少，枯草桿菌產(chǎn)淀粉酶能力的衰退等。所有這些都對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)均不利。因此，為了使菌種的優(yōu)良性狀持久延續(xù)下去，必須做好菌種的復(fù)壯工作。即在各菌種的優(yōu)良性狀沒(méi)有退化之前，定期進(jìn)行純種分離和性能測(cè)定。
二、菌種退化的原因
菌種退化的主要原因是有關(guān)基因的負(fù)突變。當(dāng)控制產(chǎn)量的基因發(fā)生負(fù)突變，就會(huì)引起產(chǎn)量下降；當(dāng)控制孢子生成的基因發(fā)生負(fù)突變，則使菌種產(chǎn)孢子性能下降。一般而言，菌種的退化是一個(gè)從量變到質(zhì)變的逐步演變過(guò)程。開(kāi)始時(shí)，在群體中只有個(gè)別細(xì)胞發(fā)生負(fù)突變，這時(shí)如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采用有效措施而一味移種傳代，就會(huì)造成群體中負(fù)突變個(gè)體的比例逐漸增高，*后占優(yōu)勢(shì)，從而使整個(gè)群體表現(xiàn)出嚴(yán)重的退化現(xiàn)象。因此，突變?cè)跀?shù)量上的表現(xiàn)依賴于傳代，即菌株處于一定條件下，群體多次繁殖，可使退化細(xì)胞在數(shù)量上逐漸占優(yōu)勢(shì)，于是退化性狀的表現(xiàn)就更加明顯，逐漸成為一株退化了的菌體。同時(shí)，對(duì)某一菌株的特定基因來(lái)講，突變頻率比較低，因此群體中個(gè)體發(fā)生生產(chǎn)性能的突變不是很容易的，但就一個(gè)經(jīng)常處于旺盛生長(zhǎng)狀態(tài)的細(xì)胞而言，發(fā)生突變的機(jī)率比處于休眠狀態(tài)的細(xì)胞大得多，因此，細(xì)胞的代謝水平與基因突變關(guān)系密切，應(yīng)設(shè)法控制細(xì)胞保藏的環(huán)境，使細(xì)胞處于休眠狀態(tài)，從而減少菌種的退化。