Селекция микроорганизмов

Мутации и мутагенез. Исследования по изменчивости и селекции микроорганизмов в связи с развитием учения об антибиотиках стимулировало развитие работ по мутагенезу продуцентов витаминов, антибиотиков, ферментов и других биологически активных веществ. Микробиологи-селекционеры привлекали все известные методы изыскания новых форм микроорганизмов с повышенной биохимической активностью. Приспособление бактерий к разрушению нового синтетического органического соединения, не встречавшегося ранее в природе, требует от бактериальных клеток синтеза новых ферментов, т. е. изменения в генотипе. Генотипическая изменчивость наследственна. [c.110]

Суш,ествуют два основных механизма селекции микроорганизмов на биофильтрах либо он основан на адгезии, либо определяется скоростью роста (зависит от субстрата, температуры, pH, содержания кислорода и т. д.) [c.90]

Успехи селекции микроорганизмов выражаются в выведении штаммов, которые превосходят по продуктивности исходные формы в 10, 20, 50 и 100 раз. Как отмечает С. И. Алиха-нян (1968), подобные эффекты не известны истории селекции животных и растений. [c.179]

Основным этапом микробиологического способа получения АК является селекция микроорганизмов, способных к биосинтезу отдельных АК в увеличенных количествах. Затем отобранные продуценты выращиваются в оптимальных условиях и из них выделяют необходимые АК. В настоящее время существуют производства лизина, лейцина, метионина, триптофана и других аминокислот. [c.17]

В результате длительной направленной селекции микроорганизмов, выращиваемых только на одном веществе, служащем им единственным источником углерода, могут быть получены такие культуры, которые будут усваивать это вещество даже при высоких его концентрациях. Эти культуры могут быть успешно использованы при очистке сточных вод, загрязненных каким-либо одним веществом, например фенолом в большинстве же случаев целесообразно использовать биоценоз микроорганизмов (активный ил). [c.570]

Побуждаемая строгими законами об охране окружающей среды, необходимостью извлечения ценных металлов и очистки промышленных вод для их повторного использования, горнорудная промышленность все шире применяет новые физико-химические технологии для очистки сточных вод. Слишком часто эти технологии оказываются крайне дорогостоящими и неэффективными. Все больше фирм приходят к убеждению, что для очистки сточных вод можно использовать биологические процессы, причем эти процессы могут быть более экономичными и эффективными, чем обычно применяемые методы. Некоторые промышленные предприятия широко используют эти процессы для удаления из рудничных сточных вод примесей неорганических ионов. Применяемые системы обычно представляют собой большие отстойники или проточные пруды с медленным течением, в которых растут водоросли и микроорганизмы. Эти организмы накапливают растворенные металлы и их частицы или образуют продукты, переводящие примеси в нерастворимую форму. Обычно используемые процессы биологической очистки сточных вод мало подвержены прогрессу, эту технологию можно рассматривать как несложную. Исследования последних лет. показывают, что многие микроорганизмы способны накапливать металлы в больших концентрациях и содержат структурные компоненты, которые могут избирательно связывать специфические ионы. Селекция микроорганизмов, способных накапливать металлы, и создание технически более совершенных систем в целях использования этих организмов для удаления всех или отдельных загрязняющих ионов, присутствующих в малых количествах в больших объемах сточных вод, могли бы получить широкое применение в горнодобывающей промышленности и в других отраслях индустрии, где образуются сточные воды. [c.205]

Селекция, определяемая скоростями роста, эффективна не всегда, так как и субстрат, и температура среды все время меняются. Субстраты могут меняться весьма значительно, если городские стоки содержат сточные воды производств, работающих не круглосуточно или не полную неделю. Температура меняется в зависимости от времени года. Изменения температуры особенно важны, поскольку приводят к сезонной селекции микроорганизмов в реакторе. [c.90]

Селекция микроорганизмов, образуюш.их активные комплексы ферментов, представляет собой один из основных путей прогресса в ферментной промышленности. Накопленные в литературе сведения говорят о том, что применение мутагенных факторов в селекции может индуцировать штаммы микроорганизмов с повышенной способностью к синтезу ферментов [1—18]. [c.145]

Микробиологическое выщелачивание может использоваться для извлечения металлов и неметаллов как из бедных, так и богатых материалов, в частности сульфидных. Для его осуществления не требуется больших капиталовложений и эксплуатационных затрат. Процессы осуществляются при обычных температуре и давлении, просты в управлении и неопасны для окружающей среды. Однако применение микробиологического выщелачивания при переработке руд, в том числе в химическом обогащении, требует решения ряда весьма сложных научных и научно-технических проблем. К ним следует отнести использование генетики и селекции микроорганизмов для получения культур, имеющих значительно большую активность, чем применяемые в настоящее время. Необходимо изыскание новых видов микроорганизмов, способных окислять и растворять минералы. Крайне важным является изучение рациональных комбинаций химических, микробиологических и других методов, пригодных для промышленной технологии. [c.156]

Однако, несмотря на многие достижения, теоретические основы селекции микробов разработаны пока еще недостаточно. Акад. А. А. Имшенецкий так сформулировал главные задачи в области селекции микроорганизмов, которые должны быть решены возможно скорее [c.137]

Направленная селекция микроорганизмов — продуцентов ферментов. Цель ее — получение у микробов ферментных систем в больших количествах, высокой активности, а также обладающих специальными свойствами — высокой или, наоборот, низкой стабильностью, нужным комплексом ферментов при заданном соотношении активностей и т. п. Важным при селекции является постоянство (устойчивость) полученных изменений, выяснение условий образования новых форм, изучение их физиологии — питания, дыхания, энергетики и т. п. [c.327]

Селекция микроорганизмов, обладающих способностью развиваться на негидролизованных полисахаридных средах, значительно расширит возможные источники сырья и позволит использовать отходы животноводческих ферм и городские стоки, предварительная химическая обработка которых неэкономична вследствие низкого содержания в них полисахаридов. [c.191]

После выхода в свет первого издания книги Ли в науке произошли громадные изменения. Развитие ядерной физики и осуществление космических полетов поставили перед радиобиологией и радиационной генетикой задачи, связанные с влиянием на клетку различных излучений, с проблемой защиты, оценкой опасности радиации для наследственности человека, с использованием излучений в радиационной селекции микроорганизмов и растений, с новыми проблемами в радиационной генетике млекопитающих, с изучением радиационного поражения клеток человека в культуре тканей, с модельными опытами на белках и нуклеиновых клетках в растворах и в сухом состоянии и т. д. [c.3]

В этой связи и биологическое окисление примесей бытовых стоков (за исключением некоторых СПАВ), несмотря на их сложность, естественным образом включено в общий биологический круговорот биосферы. И задачей в очистке бытовых стоков является лишь интенсификация окислительных процессов, доступных природным механизмам биосферы. Однако, приспособившись усваивать естественные продукты, микроорганизмы очистных сооружений не всегда могут справиться с новыми видами производственных загрязнений, особенно если эти загрязнения по составу слишком отличаются от естественных. В этом случае надежда возлагается на мощные адаптационные свойства биоценозов сооружений. Многие виды бактерий способны индуцировать новые специфические ферментные системы, что позволяет расширить круг веществ, вовлекаемых в окислительные процессы. Если селекция микроорганизмов ведется направленно, путем постепенного изменения условий среды, например постепенного введения нового стока во все увеличивающемся объеме, то в популяции микроорганизмов преимущественное развитие получают те группы организмов, которые в наибольшей степени приспосабливаются утилизировать именно эти новые-виды примесей. [c.157]

В связи с запросами промышленности получила развитие прикладная генетика микроорганизмов, именуемая иначе селекцией микроорганизмов. [c.7]

Настоящая книга должна дать общее представление о современной селекции микроорганизмов, составляющей важнейшую часть биотехнологии. [c.8]

Эффективность селекции микроорганизмов-деструкторов повышается, если придерживаться следующих принципов [c.340]

В последние годы появились обзоры, сборники статей и книги советских авторов, а также переводная литература, где рассматриваются успехи и некоторые перспективы развития биотехнологии, излагаются методы генной инженерии. Однако в отечественной литературе фактически отсутствуют учебные пособия, где бы излагались современные методы получения штаммов микроорганизмов для промышленности — современные методы селекции микроорганизмов. Цель данного пособия, которое входит в серию Биотехнология , — восполнить этот пробел. [c.5]

Уровень протеолиза аномальных белков имеет большое значение для селекции микроорганизмов и создания штаммов-продуцентов биологически активных веществ с применением методов генетической инженерии. [c.57]

Важнейшим методом селекции микроорганизмов является отбор мутантов, т. е. организмов с измененными наследственными признаками, которые появляются в результате мутаций. В самом широком смысле мутацию можно определить как внезапно возникающее наследуемое изменение в генетическом материале клетки. Следует различать мутации цитоплазматические, затрагивающие внехромосомные генетические детерминанты, и ядерные, или хромосомные. В свою очередь, хромосомные мутации можно разделить на три основных типа 1) изменение числа хромосом 2) изменение числа и порядка расположения генов (перестройки хромосом или структурные изменения) 3) изменения индивидуальных генов (внутригенные изменения, или мутации в наиболее узком смысле этого слова) (Ш. Ауэрбах, 1978). В селекции микроорганизмов основное значение имеют последние два типа мутаций. [c.70]

Биологическая очистка воды в значительной степени основана на селекции микроорганизмов. К счастью, богатое разнообразие видов, содержащихся в стоках, обеспечивает селекцию среди самых разных микроорганизмов. Ввиду большого разнообразия микроорганизмов, поступаюпщх со стоками на очистные станции, [c.89]

Все рассмотренные выше методы селекции продуцентов биологически активных веществ сегодня, в период интенсивного развития методов генной инженерии, называют традиционными методами. Эти методы в прошедшие 30 лет в огромной мере содействовали созданию микробиологической промышленности антибиотиков, аминокислот, ферментов, витаминов и других практически важных веществ. Исчерпали ли традиционные методы свои возможности Нам кажется, думать так преждевременно, как и надеяться на то, что генная инженерия в ближайшее время сможет быть применена для создания и улучшения обширного круга принадлежащих к разным таксономическим группам продуцентов, которыми располагает сейчас микробиологическая промышленность. Даже более реальная возможность использовать иа основе генноинженерных методов в качестве продуцентов микроорганизмы, для которых эти методы наиболее отработаны, например E sheri hia oli, едва ли удовлетворит промышленность числом продуктов микробного синтеза. В связи с этим очень важно для старых перспективных в промышленном отношении микроорганизмов, помимо совершенствования методов отбора нужного типа мутантов, развивать методы генетического обмена на основе слияния протопластов, трансдукции, трансформации хромосомной и плазмидной ДНК, которые расширяют возможности традиционных методов селекции. Вместе с тем у промышленных микроорганизмов все шире проводится поиск плазмид и предпринимаются попытки их использования в качестве векторов при переносе генетического материала, его клонировании и амплификации. Эти исследования важны для понимания генетического контроля сложных процессов синтеза, таких, иапример, как синтез антибиотиков, для выявления узких мест в биосинтезе многих других продуктов. Одновременно они приближают промышленные микроорганизмы к объектам генной инженерии. Методология генной инженерии постоянно совершенствуется и расширяет свои возможности. В таком успешном встречном развитии разных методов и их слиянии на все большем числе продуцентов можно представить себе ближайшее будущее селекции микроорганизмов, призванной обеспечить промышленность высокопродуктивными штаммами. [c.95]

Карасевич Ю. Н. О механизмах регуляции клеточного метаболизма у микроорганизмов в связи с задачами селекции.— В кн. Генетические основы селекции микроорганизмов. М., 1969, с. 20—40. [c.240]

За последние годы в области селекции микроорганизмов удалось добиться значительных успехов. Общеизвестно, например, что производительность плесневого гриба, вырабатывающего пенициллин, повысилась за 15 лет более чем в 100 раз. Продуктивность бактерий, образующих витамин В12, повыщена в 10 раз. Значительные успехи достигнуты и в выведении активных вариантов грибов Aspergillus, применяемых для производства препаратов ферментов (амилаз и протеиназ). [c.137]

Использование радиации и химических мутагенов в селекции микроорганизмов. Под действием радиационных и химических мутагенов в клетках микро- органпзмов происходят изменения молекулярных структур ДНК, на основе которых изменяется ход биохимических процессов. Этим путем можно получать радиационные и химические штаммы микроорганизмов, обладающие сверхсинтезом определенного нужного вещества. Наиболее эффективны в качестве мутагенов в селекции микроорганизмов ультрафиолетовые лучи и лучи Рентгена, а из химических соединений — этиленимин. [c.224]

В будущем работы по селекции микроорганизмов приведут не только к повышению эффективности существующих ферментологических производств, но и к расширению всей области использования микробных ферментов. [c.137]

Селекция микроорганизмов по адаптационным свойствам наблюдается не только в природных экосистемах, но и в открытых техногенных системах, а также при интродукции селекционированных микроорганизмов в природные среды, например при биоремедиации загрязненных сред, в биотехнологических процессах при непрерывном культивировании микроорганизмов для получения как целевого продукта (биомассы или продуктов метаболизма), так и для очистки жидкостных и газовых потоков. [c.39]

Если, однако, образец почвы суспендировать в буферном растворе, последовательно развести и поместить на агаризованную среду с одним из галогенсодержащих субстратов, то микроорганизмы будут расти очень плохо. С другой стороны, если образец почвы сразу поместить в минимальную среду, содержащую субстрат, выдержать в течение 4—7 дней, а затем высеять на агаризованную среду, последующий рост микроорганизмов будет значительно выше. Выделенные таким способом культуры способны использовать субстрат как единственный источник углерода и энергии [658]. Из этих наблюдений следует, что для того, чтобы выделить организмы, способные к эффективному росту на данном субстрате, необходим период обогащения, или селекции. После расщепления галоген-углеродных связей продукты реакции легко усваиваются микроорганизмами через основные пути метаболизма. Следовательно, период обогащения необходим, вероятно, для селекции микроорганизмов, способных расщеплять галоген-углеродные связи. Каталитическая способность связана с обладанием одним или более семействами нндуцибельных ферментов, известных под общим названием дегалогеназы [659]. Эти ферменты катализируют гидролиз галоген-углеродной связи, образуя оксикислоты из однозамещенных соединений и кетокислоты из дизамещенных. [c.322]

В опытах, проведенных в селекции сельскохозяйственных культур с помощью сильных химических мутагенов и супермутагенов, удалось добиться повышения продуктивности отдельных признаков па 10—40% и выше. В абсолютных эквивалентах это не выше показателей, указанных для селекции микроорганизмов, но при учете в сотни раз более разнообразных параметров продуктивности растений — гораздо выше. Причина такого превосходства связана с большей длительностью селекционного процесса у растений, в том числе за счет исиользования гибридизации и возросшего во много раз числа генов. [c.12]

Результаты и перспективы использования биоинженерии в селекции микроорганизмов на повышение нитратредуктазной активности (интенсивной биологической азотфиксации). [c.433]

В предыдущем разделе мы рассмотрели задачи, возникшие вместе с генной инженерией, и решение их возможно только методами генной инженерии. Нам необходимо также рассмотреть возможности генной инженерии в решении проблем классической селекции микроорганизмов и традиционной микробиолоргической промышленности. [c.106]

В настоящее время наши знания об организации генома бактериальной клетки, содержащей около 5 тыс. генов, достаточно полны. Для Е. oli, наиболее изученного микроорганизма, известно уже около 2500 генов. Познаны молекулярные механизмы репликации ДНК, транскрипции и трансляции, регуляции активности генов. Тенденцией сегодняшнего дня является сознательное конструирование штаммов микроорганизмов с заданными свойствами с использованием фундаментальных данных молекулярной биологии, генетики, генной инженерии. Собственно говоря, применение названных подходов в сочетании с приемами классической селекции и составляет суть современной селекции микроорганизмов. [c.8]

Многие успехи современной молекулярной биологии и селекции микроорганизмов основаны на применении индуцированного мутагенеза in vivo (см. гл. 2). Типичная схема опыта по получению мутантов бактерий и фагов заключается в обработке клеток мутагеном и скрининге среди потомков клеток с измененным фенотипом. Далее следует огромная работа, связанная с картированием мутаций, доказательством отсутствия других мутаций, влияющих на фенотип. Хотя метод этот чрезвычайно трудоемок, он обладает тем преимуществом, что не нуждается в предварительных гипотезах и знаниях относительно роли того или иного белка в проявлении данного фенотипа. Метод мутагенеза и ступенчатого отбора позволяет вести селекцию продуктивных штаммов микроорганизмов, недостаточно генетически изученных, и получать продуценты метаболитов, для которых не установлен путь биосинтеза. Велико значение индуцированного мутагенеза как поставщика новой информации для исследователей, занимающихся молекулярной биологией и биохимией. Расшифровка на молекулярном уровне новых мутантных фенотипов открывает возможности выяснения путей биосинтеза и ре-гуляции метаболизма нормальной клетки. [c.159]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология