菌種的退化現象及原因

一、菌種的退化現象 

隨著菌種保藏時間的延長或菌種的多次轉接傳代，菌種本身所具有的優良的遺傳性狀可能得到延續，也可能發生變異。變異有正變(自發突變)和負變兩種，其中負變即菌株生產性狀的劣化或有些遺傳標記的丟失均稱為菌種的退化。但是在生產實踐中，必須將由于培養條件的改變導致菌種形態和生理上的變異與菌種退化區別開來。因為優良菌株的生產性能是和發酵工藝條件緊密相關的。如果培養條件發生變化，如培養基中缺乏某些元素，會導致產孢子數量減少，也會引起孢子顏色的改變；溫度、pH值的變化也會使發酵產量發生波動等。所有這些，只要條件恢復正常，菌種原有性能就能恢復正常，因此這些原因引起的菌種變化不能稱為菌種退化。常見的菌種退化現象中，最易覺察到的是菌落形態、細胞形態和生理等多方面的改變，如菌落顏色的改變，畸形細胞的出現等；菌株生長變得緩慢，產孢子越來越少直至產孢子能力喪失，例如放線菌、霉菌在斜面上多次傳代后產生“光禿”現象等，從而造成生產上用孢子接種的困難；還有菌種的代謝活動，代謝產物的生產能力或其對寄主的寄生能力明顯下降，例如黑曲霉糖化能力的下降，抗菌素發酵單位的減少，枯草桿菌產淀粉酶能力的衰退等。所有這些都對發酵生產均不利。因此，為了使菌種的優良性狀持久延續下去，必須做好菌種的復壯工作。即在各菌種的優良性狀沒有退化之前，定期進行純種分離和性能測定。 

二、菌種退化的原因 

菌種退化的主要原因是有關基因的負突變。當控制產量的基因發生負突變，就會引起產量下降；當控制孢子生成的基因發生負突變，則使菌種產孢子性能下降。一般而言，菌種的退化是一個從量變到質變的逐步演變過程。開始時，在群體中只有個別細胞發生負突變，這時如不及時發現并采用有效措施而一味移種傳代，就會造成群體中負突變個體的比例逐漸增高，最后占優勢，從而使整個群體表現出嚴重的退化現象。因此，突變在數量上的表現依賴于傳代，即菌株處于一定條件下，群體多次繁殖，可使退化細胞在數量上逐漸占優勢，于是退化性狀的表現就更加明顯，逐漸成為一株退化了的菌體。同時，對某一菌株的特定基因來講，突變頻率比較低，因此群體中個體發生生產性能的突變不是很容易的，但就一個經常處于旺盛生長狀態的細胞而言，發生突變的機率比處于休眠狀態的細胞大得多，因此，細胞的代謝水平與基因突變關系密切，應設法控制細胞保藏的環境，使細胞處于休眠狀態，從而減少菌種的退化。