多殺菌素高產(chǎn)菌株的誘變選育與發(fā)酵工藝優(yōu)化的綜述報(bào)告隨著全球范圍內(nèi)抗菌藥物的使用增加，細(xì)菌耐藥性迅速增強(qiáng)，使得傳統(tǒng)抗菌藥物逐漸失去效果。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，越來越多的研究開始關(guān)注殺菌素高產(chǎn)菌株的誘變選育，并通過發(fā)酵工藝優(yōu)化來提高其生產(chǎn)效率。本文將對(duì)相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。一、殺菌素高產(chǎn)菌株的誘變選育誘變選育是一種通過誘發(fā)細(xì)菌基因突變來獲得更具有殺菌素生產(chǎn)能力的菌株的方法。目前，常用的方法主要包括化學(xué)誘變、輻射誘變、基因工程和測(cè)序技術(shù)等。1.化學(xué)誘變化學(xué)誘變是最常見的一種誘變方法，通過化學(xué)物質(zhì)對(duì)細(xì)菌基因進(jìn)行改變，從而獲得新的性狀。一些常用的化學(xué)物質(zhì)如EMS、NTG、MNNG等。例如，利用NTG對(duì)屈菜芽孢進(jìn)行誘變，可以得到一種殺菌素活性高達(dá)35%的高產(chǎn)菌株（鄒華等，2005）。2.輻射誘變輻射誘變基于輻射能量對(duì)細(xì)胞DNA分子產(chǎn)生損傷的原理，從而引起細(xì)胞突變。放射線、X射線、質(zhì)子、中子等都可以被用作輻射誘變的方法。例如，利用超聲輻射對(duì)產(chǎn)生殺菌素的放線菌進(jìn)行誘變，可以獲得一株高效殺菌素產(chǎn)生菌株TS216（劉振祥等，2011）。3.基因工程基因工程技術(shù)可以通過基因重組或基因敲除等手段來改變細(xì)菌的基因組成，從而增強(qiáng)其生產(chǎn)能力。例如，利用基因敲除技術(shù)對(duì)殺菌素產(chǎn)生菌株進(jìn)行基因編輯，可以獲得更具有高效殺菌活性的菌株（劉彤等，2019）。4.測(cè)序技術(shù)近年來，測(cè)序技術(shù)的發(fā)展使得我們可以更加準(zhǔn)確地了解細(xì)菌基因組的組成和結(jié)構(gòu)。利用這些信息，可以通過研究細(xì)菌基因的啟動(dòng)子和調(diào)控因子等方面來增強(qiáng)殺菌素高產(chǎn)菌株的產(chǎn)生能力。例如，發(fā)現(xiàn)了一種名為AfsR-bp的新型蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)調(diào)控殺菌素產(chǎn)生，利用產(chǎn)生AfsR-bp的新菌株進(jìn)行發(fā)酵后，其殺菌素活性提高了20%（孔偉新等，2016）。二、發(fā)酵工藝優(yōu)化1.基礎(chǔ)培養(yǎng)基的優(yōu)化一般來說，培養(yǎng)基是發(fā)酵工程中一個(gè)非常重要的因素，需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。例如，針對(duì)不同的細(xì)菌培養(yǎng)需求，可以調(diào)整基礎(chǔ)培養(yǎng)基的種類和成分來實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率。在進(jìn)行殺菌素高產(chǎn)菌株的誘變選育時(shí)，常規(guī)的基礎(chǔ)培養(yǎng)基可能無法滿足高產(chǎn)菌株的生長(zhǎng)需要。例如，添加一定量的復(fù)合碳源如甘露醇、麥芽糖、葡萄糖、葡萄糖酸和山梨酸等，可以獲得更高的產(chǎn)量（洪濤等，2009）。2.適宜pH和溫度的選擇細(xì)菌的生長(zhǎng)需要適宜的環(huán)境條件，不同菌株對(duì)于溫度和pH值的寬容度不同。因此，在進(jìn)行發(fā)酵前需要根據(jù)具體情況確定適宜的生長(zhǎng)條件。例如，在進(jìn)行屈菜芽孢發(fā)酵時(shí)，調(diào)節(jié)pH值可以改變殺菌素產(chǎn)物的種類。當(dāng)pH值為5.5-7.0時(shí)，產(chǎn)生殺菌素D和A，而在pH值為8.0以上時(shí)，產(chǎn)生的是殺菌素C（孫曉虎等，2010）。3.控制發(fā)酵過程發(fā)酵過程中，控制營(yíng)養(yǎng)物的加入和產(chǎn)物的積累是非常重要的因素。過量的營(yíng)養(yǎng)物會(huì)損害細(xì)菌細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，并影響產(chǎn)物的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此，需要精細(xì)地控制營(yíng)養(yǎng)物的加入。另外，過量的產(chǎn)物積累也會(huì)影響細(xì)胞代謝活性，從而影響產(chǎn)物的質(zhì)量和數(shù)量。因此，發(fā)酵過程中合理控制產(chǎn)物的積累是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。三、結(jié)論和未來展望通過誘變選育和發(fā)酵工藝優(yōu)化，已經(jīng)可以獲得更具有殺菌素高產(chǎn)能力的菌株，并且通過發(fā)酵工藝的優(yōu)化可以提高其生產(chǎn)效率。然而，目前的研究還有很多限制，如殺菌素復(fù)雜的生物合成途徑、生產(chǎn)菌株結(jié)構(gòu)性限制和缺