Селекция микроорганизмов

Селекция микроорганизмов 2. 3
Селекция микроорганизмов – это процесс получения высокопродуктивных штаммов.
Штаммом называют популяцию микроорганизмов одного вида, характеризуемую определенными
морфологическими и биохимическими свойствами.
Штаммы микроорганизмов используют в фармацевтической промышленности для производства
антибиотиков, витаминов, алкалоидов и других веществ; в пищевой промышленности в производстве
молочных и хлебопекарных продуктов, а также в других областях деятельности человека.
В селекции микроорганизмов используют различные методы:
• Отбор ценных природных форм
– проводится оценка (тестирование) большой группы микроорганизмов и отбираются формы с вы-
соким биосинтетическим потенциалом (синтез антибиотиков и др.).
• Отбор спонтанных мутантных форм
– выделяются формы с ценными качествами из спектра мутаций, возникающих естественным пу-
тем.
• Отбор индуцированных мутаций
– для получения штаммов-суперпродуцентов микроорганизмов (бактерий, плесневых грибов) ин-
дуцируют мутации с помощью химических (этиленамин и др.) и физических (облучение) факто-
ров.
• Гибридизация и технология рекомбинантной ДНК
– гибридизацию используют для получения новых штаммов дрожжей;
– технологию рекомбинантной ДНК применяют для получения ценных веществ и трансформации
бактерий.
Классические методы селекции организмов требуют существенных затрат. Поэтому в настоящее
время в селекции микроорганизмов все более широкое применение находят современные методы –
индуцированный мутагенез, генная инженерия, клеточная гибридизация и др. Эти методы позволяют
получать в культуре микроорганизмов новые, несвойственные им вещества, такие как гормоны и ин-
терферон.
Особенности селекции микроорганизмов:
– преобладает бесполое размножение;
– работа с огромным количеством особей, благодаря высокой скорости размножения (бактерия
E.coli делится каждые 15–20 минут; клетки дрожжей Saccharomyces cerevisiae – каждые 60 минут);
– быстрая смена поколений;
– возможность контролируемого получения высокопродуктивных штаммов путем индуцирован-
ного мутагенеза;
– высокая изменчивость препятствует сохранению отобранного признака, поэтому создаются и ис-
пользуются коллекции штаммов.
Для получения конкретного биологически активного соединения используют определенный
штамм микроорганизмов, к которому предъявляются следующие требования:
– высокая продуктивность;
– устойчивость к вирусам;
– возможность выращивания на недорогих питательных средах;
– сохранение высокой продуктивности в процессе культивирования;
– безопасность для окружающей среды.
Из множества микроорганизмов некоторые группы нашли важное практическое применение (см.
таблицу).
78 2. Селекция организмов. Биотехнологии
Применение микроорганизмов
Группа микроорганизмов Применение
1. Бактерии
- производство молочных продуктов (ацидофильные бактерии);
- производство инсектицидов (споровые бактерии);
- производство антибиотиков (актиномицеты);
- производство удобрений (азотфиксирующие бактерии);
- производство вакцин (ослабленные патогенные бактерии).
2. Дрожжи
- хлебопечение;
- производство напитков (пиво и др.);
- производство метаболитов (витаминов, аминокислот);
- производство кормового белка (технические дрожжи).
3. Плесневые грибы
- производство антибиотиков (род Penicillium);
- производство органических кислот – лимонной, глюконовой
(род Aspergillus);
- производство элитных сортов сыра.
4. Микроскопические
водоросли
- получение биологически активных веществ (β-каротин и др.);
- производство кормового белка (роды Scenedesmus, Spirulina и др.).
5. Вирусы - производство вакцин;
- производство препаратов (биоинсектицидов) для борьбы с вредителями
сельскохозяйственных культур.