微生物遗传育种课程论文.doc

PAGE  PAGE 8 微生物单细胞蛋白的遗传选育和应用前景 张臣 （山东农业大学生命科学学院生物工程专业09级03班） 摘 要 随着世界人口的不断增长，粮食和饲料不足的情况日益严重。面对这一严峻的现实，单细胞蛋白的开发与生产为解决人类食品和饲料问题开辟了新的途径。因此，对生产单细胞蛋白的微生物利用诱变育种、航天育种、反向代谢工程育种和基因工程育种等现代微生物育种技术进行遗传选育越来越有必要。一旦我们能根据自己的需要来设计和获得某种单细胞蛋白，这将会解决一直困扰人类的粮食问题，甚至还会推动其他很多行业和领域的发展。 关键词 微生物 单细胞蛋白 生物特性 遗传选育 应用前景 GENETIC BREEDING AND APPLICATION PROSPECT ABOUT SIMPLE CELL PROTEIN OF MICROBE Abstract With the world population growing, the lack of food and feed is more and more serious. Faced with such severe situation, the development and production of simple cell protein (SCP) supply a new way to solve the problem. Therefore, it is more and more necessary to deal with the microbe that can produce SCP by means of modern microbial breeding technology, such as mutation breeding, space breeding, reverse metabolic engineering breeding and Gene engineering breeding. Once we can design and get a single cell protein according to our own needs, it will work out the food problem that has been perplexing human beings for a long time. In addition, it may push some other industries and fields forward. Key words: Microbe；Simple cell protein；Biological characteristics；Genetic breeding；Application prospect 微生物细胞含有丰富的蛋白质，而这正是人和动物不可缺少的营养物质，这是微生物食品倍受青睐的一个原因。人们热衷于微生物食品的开发，还有一个重要的原因，就是它可以解决因人们对蛋白质的需求增加而导致的粮食供求矛盾。因为人从动物中获取蛋白质营养，而动物的蛋白来源往往又离不开以粮食作为主要原料的饲料供应，因此人们对蛋白质的需求量增加，也就导致了用于蛋白质生产的间接粮食消耗的增加。由于耕地的减少、人口的增加，难以提供更多的粮食用于改善人们的食品结构。而微生物可以帮助人类解决这一矛盾。 真菌、酵母菌、单细胞藻类??细菌等微生物的结构十分简单，往往一个个体就是一个细胞，然而它们生产蛋白质的本领却很强，所需要的培养条件简单，对底物的要求也不高。因此人们选准了这些细胞生物作为获取蛋白饲料和食品的源泉。通过培养单细胞微生物获得的蛋白质称为单细胞蛋白。一般从单细胞培养物中可以获得45%-80%的蛋白质，18-20种氨基酸，此外还有丰富的维生素、脂肪和糖类，对人和动物均具有较高的营养价值，且各种氨基酸搭配合理，维生素含量高、成本低、产量高、原料广等特点，特别对于缓解世界面临食物短缺、环境污染和能源缺乏等问题尤其显得重要。【1】 通过对生产单细胞蛋白的菌种进行遗传选育，利用诱变育种、航天育种、反向代谢工程育种和基因工程育种等现代微生物育种技术改变其生物学特性，比如通过诱变提高产量或者改变蛋白结构等，从而获得人类想要的蛋白。这要比饲养家畜更加方便，更加廉价，甚至更加高产。 一、单细胞蛋白的特性与来源 单细胞蛋白是通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白质。用于生产SCP的单细胞生物包括微型藻类、非病原细菌、酵母菌类和真菌。 1.1 单细胞蛋白的生物特性【2】 1.1.1 SCP营养丰富 蛋白质含量高达40%～80%，比大豆高10%～20%，比肉、鱼、奶酪高20%以上；氨基酸的组成较为齐全，含有人体必需的8种