1. 簡述誘變育種的操作方法和步驟！
一、實驗目的和內容目的：以紫外線誘變獲得用於醬油生產的高產蛋白酶菌株為例，學習微生物誘變育種的基本操作方法。內容：1．對米麴黴(Aspergillsoryzae)出發菌株進行處理，制備孢子懸液。2．用紫外線進行誘變處理。3．用平板透明圈法進行兩次初篩。4．用搖瓶法進行復篩及酶活性測定。二、實驗材料和用具米麴黴斜面菌種；豆餅斜面培養基、酪素培養基、蒸餾水、0.5%酪蛋白；三角瓶(300mL、500mL)、試管、培養皿(9cm)、恆溫搖床、恆溫培養箱、紫外照射箱、磁力攪拌器、脫脂棉、無菌漏斗、玻璃珠、移液管、塗布器、酒精燈。三、操作步驟(一)出發菌株的選擇及菌懸液制備1．出發菌株的選擇可直接選用生產醬油的米麴黴菌株，或選用高產蛋白酶的米麴黴菌株。2.菌懸液制備取出發菌株轉接至豆餅斜面培養基中，30℃培養3～5d活化。然後孢子洗至裝有1mL0.lmol/LpH6.0的無菌磷酸緩沖液的三角瓶中(內裝玻璃珠，裝量以大致鋪滿瓶底為宜)，30℃振盪30min，用墊有脫脂棉的滅菌漏斗過濾，製成把子懸液，調其濃度為106～108個/mL，冷凍保藏備用。(二)誘變處理用物理方法或化學方法，所用誘變劑種類及劑量的選擇可視具體情況決定，有時還可採用復合處理，可獲得更好的結果。本實驗學慣用紫外線照射的誘變方法。1．紫外線處理打開紫外燈(30W)預熱20min。取5mL菌懸液放在無菌的培養皿(9cm)中，同時製作5份。逐一操作，將培養皿平放在離紫外燈30cm(垂直距離)處的磁力攪拌器上，照射lmin後打開培養皿蓋，開始照射，與照射處理開始的同時打開磁力攪拌器進行攪拌，即時計算時間，照射時間分別為15s、30s、lmin、2min、5min。照射後，誘變菌液在黑暗冷凍中保存1～2h然後在紅燈下稀釋塗菌進行初篩。2．稀釋菌懸液按10倍稀釋至10-6，從10-5和10-6中各取出0.lmL加入到酪素培養基平板中(每個稀釋度均做3個重復)，然後塗菌並靜置，待菌液滲入培養基後倒置，於30℃恆溫培養2～3d。(三)優良菌株的篩選1.初篩首先觀察在菌落周圍出現的透明圈大小，並測量其菌落直徑與透明圈直徑之比，選擇其比值大且菌落直徑也大的菌落40～50個，作為復篩菌株。2．平板復篩分別倒酪素培養基平板，在每個平皿的背面用紅筆劃線分區，從圓心劃線至周邊分成8等份，1～7份中點種初篩菌株，第8份點種原始菌株，作為對照。培養48h後即可見生長，若出現明顯的透明圈，即可按初篩方法檢測，獲得數株二次優良菌株，進大搖瓶復篩階段。3．搖瓶復篩將初篩出的菌株，接入米麴黴復篩培養基中進行培養，其方法是，稱取麥秩85g，豆餅粉(或麵粉)15g，加水95～110mL(稱為潤水)，水含量以手捏後指縫有水而不下滴為宜，於500mL三角瓶中裝入15～20g(料厚為1～1.5cm)，121℃濕熱滅菌30min，然後分別接入以上初篩獲得的優良菌株，30℃培養，24h後搖瓶一次並均勻鋪開，再培養24～48h，共培養3～5d後檢測蛋白酶活性。4．蛋白酶的測定方法(1)取樣：培養後隨機稱取以上搖瓶培養物1g，加蒸餾水100mL，(或200mL),40℃水浴，浸酶1h，取上清浸液測定酶活性。另取lg培養物於105℃烘乾測定含水量。(2)酶活性測定：30℃pH7.5條件下水解酪蛋白(底物為0.5%酪蛋白)，每分鍾產酪氨酸1μg為一個酶活力單位。計算公式為：(A樣品OD680nm值-A對照OD680nm值)×K×V/t×NK：標准曲線中光吸收為「1」時的酪氨酸微克數；V：酶促反應的總體積；t：酶促反應時間(min)；N：酶的稀釋倍數。5．谷氨酸的檢測此項檢測也是醬油優良菌株的重要指標之一。檢測培養基：豆餅粉：麩夫=6：4，潤水75%，121℃濕熱滅菌30min。谷氨酸測定：於以上培養基中加入7%鹽水(W/V)，40～45℃水浴，水解9d後過濾，以濾液檢測谷氨酸含量(測壓法)。四、注意事項1.紫外線照射時注意保護眼睛和皮膚。2.誘變過程及誘變後的稀釋操作均在紅燈下進行，並在黑暗中培養。五、實驗報告1.試列表說明高產蛋白酶菌株的篩選過程和結果。2.你認為以上的篩選方法有什麼優缺點，如何改進？六、問題和思考1．試述紫外線誘變的作用機理及其在具體操作中應注意的問題。2．為什麼在誘變前要把菌懸液打散和培養一段時間？註：篩選菌株數的計算若按突變率為0.01計算，則一次篩選可取250—300個菌落，第一次篩選後可多選幾株高產株，而二級篩選為重點階段，其最適量可參考以下計算方法：如初篩菌株數為200株，二次篩選欲選株數為2株，則二級應選(200×2)1/2，為20株，這樣的數量選擇，使有可能從較少的數量中獲得相對較多的優良菌株。