第五章工业微生物育种诱变剂.pptx

第五章工业微生物育种诱变剂诱变剂：凡能诱发生物基因突变，并且突变频率远远超过自发突变率的物理因子或化学物质。第一节物理诱变剂射线包括：紫外线、X射线、γ射线、快中子、α射线、β射线、微波、超声波、电磁波、激光射线和宇宙线等。
物理辐射分为电离辐射和非电离辐射，都是以量子为单位的可以发射能量的射线。
电离辐射：X射线和γ射线、快中子
非电离辐射：紫外线
室外活体辐照圃辐射离我们有多远在我们的生活环境中，辐射无处不在！家用电器：微波炉、吸尘器、电视、电冰箱、空调等；
办公设备：手机、电脑、复印机、电子仪器、医疗设备等家庭装饰：大理石、复合地板、墙壁纸、涂料等周边环境：高压线、变电站、电视（广播）信号发射塔等自然环境：太阳黑子等一、物理诱变剂的生物学效应二、辐射引起生物效应的因素三、非电离辐射——紫外线自然界的主要紫外线光源是太阳。太阳光透过大气层时波长短于290×10-9米的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉。人工的紫外线光源有多种气体的电弧(如低压汞弧、高压汞弧)，紫外线有化学作用能使照相底片感光，荧光作用强，日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的。紫外线还可以防伪。紫外线还有生理作用，能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等。紫外线的粒子性较强，能使各种金属产生光电效应。紫外线强烈作用于皮肤时，可发生光照性皮炎，皮肤上出现红斑、痒、水疱、水肿等；严重的还可引起皮肤癌。紫外线作用于中枢神经系统，可出现头痛、头晕、体温升高等。作用于眼部，可引起结膜炎、角膜炎，称为光照性眼炎，还有可能诱发白内障，在焊接过程中产生的紫外线会使焊工患上电光性眼炎。目前，国内外的标准对纺织品的防紫外线性能一般都使用UPF值，即紫外线防护系数值进行评定。
UPF值是紫外线对未防护的皮肤的平均辐射量的比值，UPF值越大，表明防紫外线性能越好。
只有当UPF＞30时，并且UVA的透过率小于5％时，才能称为防紫外线产品，防护等级标识为UPF30＋；
而当UPF＞50时，则表明该产品的紫外线防护性能极佳，防护等级标识为UPF50＋。UPF范围（一）紫外线的诱变机制和DNA损伤修复紫外线可使空气中的Ｏ2分子变成Ｏ3臭氧易分解放出原子氧→强杀菌作用。
Ｏ2紫外线O3→O2＋[O]
2.DNA损伤修复
包括光修复、切补修复、重组修复、SOS修复系统及聚合酶的校正作用。
（1）光复活
一般微生物中都存在光复活作用，紫外线诱变时，照射或分离均应在红光下进行。
（2）切补修复
在实际诱变工作中要采取某些措施避免暗修复，如加入某些物质，提高突变频率。（二）紫外线诱变
1.紫外线的有效光谱
最有效波长为253.7nm（2537Å），即260nm的紫外线。
30W紫外灯光谱分布范围广，诱变效率差，15W紫外灯80%波长几种在2537Å，诱变效果比30W的好。
2.紫外线的辐射剂量
绝对剂量单位：erg/mm2
相对剂量单位：用照射时间或杀菌率表示。一般认为杀菌率在90%~99.9%时，诱变效果较好。移动式紫外灯15W紫外灯不同微生物所需杀菌时间紫外线诱变的步骤与方法：四、电离辐射伦琴和X射线河南杞县“杞人忧钴”2.电离辐射剂量
快中子：拉德（rad）；伦琴（R）
致死率达到50％～85％比较合适，诱变剂量大约在15～30krad(千拉德)。
X射线和γ射线：伦琴（R）
伦琴：1cm3干燥空气在0℃，1.103×105Pa（760mmHg气压下）产生2.08×109离子时所需的能量。
达到1/1000的菌体生存率，剂量大约在1万～20万R。3.电离辐射的照射方法
直接对平皿上生长的菌落进行照射；
菌悬液置于试管内并浸入冰水中照射。
处理完毕后继续冰浴可降低或抑制修复酶的活性。
宇宙射线五、近年来发展的新型诱变剂2.红外射线
红外辐射能促进菌体代谢，提高对紫外损伤的抗性。在紫外线中增加红外辐射可显著提高诱变效果。
3.激光
又称光微粒。可引起DNA、染色体畸变效应，酶的激活和钝化以及细胞的分裂和细胞代谢活动的改变等。
4.高能电子流
原生质体诱变当真空中有一束离子束射向一块固体材料时，离子束把固体材料的原子或分子撞出固体材料表面，这个现象叫做溅射；
而当离子束射到固体材料时，从固体材料表面弹了回来，或者穿出固体材料而去，这些现象叫做散射；
另外有一种现象是，离子束射到固体材料以后，受到固体材料的抵抗而速度慢慢减低下来，并最终停留在固体材料中，这一现象就叫做离子注入。
在半导体材料掺杂，金属、陶瓷、高分子聚合物等的表面改性上获得了极为广泛的应用，离子注入诱变，就是利用离子注入生物体引起遗传物质的改变，导致性状的变异，从而达到育种的目的。离子注入诱变的优点：
（1）离子束与生物体作用，不仅有能量沉积，同时有质量沉积。
（2）由于注入离子的不同电荷数、质量数、能量、