專利名稱：疊氮鈉處理微藻細(xì)胞改良微藻油脂含量品性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微藻生物品性改良技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種采用疊氮鈉處理微藻細(xì)胞，達(dá)到改良微藻油脂含量品性的的技術(shù)方法。
背景技術(shù)：
利用現(xiàn)有種類、品種在自然環(huán)境條件下發(fā)生的變異個(gè)體，通過不斷選擇、馴化的過程，產(chǎn)生具有優(yōu)勢(shì)性狀的新品種、新品系，稱為自然選擇育種(selection breeding)。馴化與自然選擇方法是傳統(tǒng)的育種方法形式，操作方便，簡(jiǎn)單易行，但通常育種所需費(fèi)的周期時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)。誘變育種是指采用物理、化學(xué)等技術(shù)，誘導(dǎo)動(dòng)植物的遺傳特性發(fā)生變異，形成有益性狀的變異體，再?gòu)淖儺惾后w中選擇達(dá)到某種要求的單株/個(gè)體，進(jìn)而培育成新的品系或種質(zhì)的育種方法。誘變育種可以提高生物體變異的頻率，大幅度改良某些性狀，加速育種時(shí)間進(jìn)程。它是繼選擇育種和雜交育種之后發(fā)展起來的一項(xiàng)現(xiàn)代育種技術(shù)。70年代以來，誘變因素從早期的X射線發(fā)展到Y(jié)射線、中子、多種化學(xué)誘變劑和生理活性物質(zhì)，誘變方法從單一處理發(fā)展到復(fù)合處理，同時(shí)，誘變育種與雜交育種、組織培養(yǎng)、分子遺傳學(xué)、基因工程等研究密切相結(jié)合，大大提高了誘變育種的實(shí)際意義。通過近幾十年的研究，人們對(duì)誘變?cè)淼恼J(rèn)識(shí)也逐步加深。常規(guī)的雜交育種基本上是染色體的重新組合，這種技術(shù)一般并不引起染色體發(fā)生變異，更難以觸及到基因。而輻射的作用則不同，它們有的是與細(xì)胞中的原子、分子發(fā)生沖撞、造成電離或激發(fā)；有的則是以能量形式產(chǎn)生光電吸收或光電效應(yīng)；還有的能引起細(xì)胞內(nèi)的一系列理化過程。這些都會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生不同程度的效應(yīng)，從而對(duì)染色體的數(shù)目、結(jié)構(gòu)等都會(huì)產(chǎn)生影響，造成染色體斷裂、丟失、倒位和易位，射線也可作用在染色體核苷酸分子的堿基上，從而使基因(遺傳密碼)發(fā)生突變。至于化學(xué)誘變，有的化學(xué)物是用其烷基置換其它分子中的氫原子，也有的本身是核苷酸堿基的類似物，它們可以造成細(xì)胞體內(nèi)DNA復(fù)制中的錯(cuò)誤。這些理化因子的誘導(dǎo)作用，能夠大大增加植物細(xì)胞基因發(fā)生突變的幾率，從而獲得采用其它方法難以得到的有用變異。物理和化學(xué)誘變已被廣泛應(yīng)用于和人類有密切關(guān)系的經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物,例如水稻、大豆、(大)小麥、玉米、棉花等，通過采用誘變技術(shù)，獲得了許多有益性狀得到改良的變異新品種、新品系，例如產(chǎn)量的提高、各種有益健康營(yíng)養(yǎng)成份的增加(蛋白質(zhì)、油脂含量等)、口感適宜品質(zhì)的提升、抗環(huán)境條件變化能力和抗病能力的增強(qiáng)、棉花產(chǎn)量、纖維長(zhǎng)度和牢度等；高價(jià)值的觀賞花卉植物的許多新奇的性狀，例如花朵大小、顏色、花色多樣性、艷麗度、 花期長(zhǎng)短等，也可采用誘變育種的技術(shù)，達(dá)到很好的效果。同樣，誘變育種技術(shù)也廣泛應(yīng)用于各種微生物品系的改良，以便獲得能夠大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)制備有益人類健康的各種蛋白質(zhì)、生物活性酶、多糖類、維生素、氨基酸、色素的工程菌株，大大造福于人類社會(huì)，為人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。物理誘變應(yīng)用較多的是輻射誘變,即用a射線、0射線、Y射線、X射線、中子和其他粒子、紫外輻射、微波輻射、超聲波以及離子束和激光等物理因素誘發(fā)變異。當(dāng)通過輻射將能量傳遞到細(xì)胞體時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的各種分子便產(chǎn)生電離和激發(fā)，接著產(chǎn)生許多化學(xué)性質(zhì)十分活躍的自由原子或自由基團(tuán)。它們繼續(xù)相互反應(yīng)，并與其周圍物質(zhì)特別是大分子核酸和蛋白質(zhì)反應(yīng)，引起分子結(jié)構(gòu)的改變。由此又影響到細(xì)胞內(nèi)的一些生化過程，如DNA合成的中止、各種酶活性的改變等，使各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)一步深刻變化，其中尤其重要的是染色體損傷。由于染色體斷裂和重接而產(chǎn)生的染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異即染色體突變，而DNA分子結(jié)構(gòu)中堿基的變化則造成基因突變。那些帶有染色體突變或基因突變的細(xì)胞，經(jīng)過世代培養(yǎng)，就有可能培育出具有顯著新性狀、新品質(zhì)的變異個(gè)體?；瘜W(xué)誘變始于20世紀(jì)初，1943年Ohclkesr用脲脘處理月見草以后，化學(xué)藥劑的誘變作用得到肯定，50年代末得到廣泛的研究并逐漸取得成果?；瘜W(xué)誘變除能引起基因突變外，還具有和輻射相類似的生物學(xué)效應(yīng)，如引起染色體斷裂等，常用于處理遲發(fā)突變，并對(duì)某特定的基因或核酸有選擇性作用?；瘜W(xué)誘變是一種迅速發(fā)展的育種途徑，具有以下特點(diǎn)(1)誘變突變率較高，具有位點(diǎn)特異性；(2)染色體畸變的比例相對(duì)較少，很少有致死型發(fā)生，對(duì)處理材料損傷輕；(3)有遲效作用，即誘變引起的損傷和染色體斷裂，但有的并不立即斷開；(4)存在殘留藥物的后效作用，在M代引起的生物損傷大；(5)引起的突變范圍廣，后代選擇需要足夠大的群體；(6)價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單，不需要特殊設(shè)備。采用的化學(xué)誘變劑主要有①烷化劑。這類物質(zhì)含有I個(gè)或多個(gè)活躍的烷基，能轉(zhuǎn)移到電子密度較高的分子中去，置換其他分子中的氫原子而使堿基改變。常用的有甲基磺酸乙酯(EMS)、乙烯亞胺 (EI)、亞硝基乙基脲烷(NEU)、亞硝基甲基脲烷(NMU)、硫酸二乙酯(DES)等。②核酸堿基類似物。為一類與DNA堿基相類似的化合物。滲入DNA后，可使DNA復(fù)制發(fā)生配對(duì)上的錯(cuò)誤。 常用的有5-溴尿嘧啶(BU)、5_溴去氧尿核苷(BudR)等。③抗生素。如重氮絲氨酸、絲裂毒素C等，具有破壞DNA和核酸的能力，從而可造成染色體斷裂。④疊氮鈉。是一種高效的化學(xué)誘變劑，它可以引起細(xì)胞DNA損傷，導(dǎo)致細(xì)胞突變或死亡。雖然誘發(fā)突變技術(shù)對(duì)遺傳物質(zhì)DNA的操作不具有基因工程那么強(qiáng)的針對(duì)性，但誘變育種具有所需儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。微藻資源的開發(fā)利用中，通常用于提取目標(biāo)產(chǎn)物的微藻是出發(fā)藻株，具有的目標(biāo)產(chǎn)物含量通常較低，就會(huì)給大量制備微藻目標(biāo)產(chǎn)物造成困難，因而有必要通過采用適宜的技術(shù)途徑，改進(jìn)微藻品系獲得更多量的目標(biāo)產(chǎn)物。目前，尚缺乏化學(xué)誘變的技術(shù)方法應(yīng)用于改良微藻生物性狀、品質(zhì)的研究報(bào)道。本發(fā)明涉及采用疊氮鈉(NaN3)處理微藻細(xì)胞，以便獲得具有較高生長(zhǎng)速率、較高油脂生成和累積能力的微藻品系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是針對(duì)上面所述的背景技術(shù)，在適宜的條件下擴(kuò)增培養(yǎng)出發(fā)藻株，取一定量藻液，加入疊氮鈉至適宜的濃度，在合適的水浴溫度中誘變處理適宜的時(shí)間后，采用瓊脂固體培養(yǎng)基平板分離法篩選單一的突變?cè)逯?。取?jīng)誘變處理的藻液， 均勻涂抹在固體培養(yǎng)基上，置于暗處培養(yǎng)。從誘變處理的平皿中挑取出單藻落，轉(zhuǎn)入到液體培養(yǎng)基培養(yǎng)，再繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)增培養(yǎng)。通過測(cè)定藻細(xì)胞的油脂含量，挑選出產(chǎn)生良好正向突變的藻株。經(jīng)過多次傳代培養(yǎng)，突變的藻株可保持較高油脂含量的品性。經(jīng)疊氮鈉處理的藻株油脂含量可比對(duì)照藻株高約24%。疊氮鈉誘變劑處理微藻細(xì)胞可達(dá)到改良微藻油脂含量品性的效果。本發(fā)明采用的誘變劑疊氮鈉處理微藻細(xì)胞，可以產(chǎn)生具有較高油脂含量的突變?cè)?株，并且經(jīng)過多次傳代培養(yǎng)，突變?cè)逯耆钥杀３州^高油脂含量的品性，該技術(shù)方法具有效果 明顯、操作實(shí)施可行等優(yōu)點(diǎn)。目前尚缺少通過采用的誘變劑疊氮鈉處理微藻細(xì)胞，達(dá)到改良 微藻油脂含量品性、有效提高微藻細(xì)胞油脂含量的相關(guān)研究和報(bào)道。本發(fā)明采用的研究材料和方法(1)出發(fā)藻株實(shí)驗(yàn)室保存的小球藻(藻株號(hào)CERL301)。(2)藻培養(yǎng)液成分如下表
權(quán)利要求
1.一種采用疊氮鈉處理微藻細(xì)胞改良微藻油脂含量品性的方法，其特征在于采用誘變劑疊氮鈉處理微藻細(xì)胞，篩選出單一的正向有益突變?cè)逯?，達(dá)到改良微藻油脂含量品性的效果。
2.按照權(quán)利要求I所述的一種采用疊氮鈉處理微藻細(xì)胞改良微藻油脂含量品性的方法，其特征是所述的用于改良微藻油脂含量品性的微藻可以是微綠球藻、小球藻、金藻、角毛藻、褐指藻等微藻。
3.按照權(quán)利要求I所述的一種采用疊氮鈉處理微藻細(xì)胞改良微藻油脂含量品性的方法，其特征是所述的處理微藻采用的疊氮鈉濃度為l-20ppm。
4.按照權(quán)利要求I所述的一種采用疊氮鈉處理微藻細(xì)胞改良微藻油脂含量品性的方法，其特征是所述的采用疊氮鈉處理微藻的時(shí)間長(zhǎng)度為1-20小時(shí)。
5.按照權(quán)利要求I所述的一種采用疊氮鈉處理微藻細(xì)胞改良微藻油脂含量品性的方法，其特征是所述的采用疊氮鈉處理微藻的溫度為15-35°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用疊氮鈉處理微藻細(xì)胞改良微藻油脂含量品性的方法。屬于微藻生物品性改良技術(shù)領(lǐng)域。具體操作實(shí)施過程為在適宜的條件下擴(kuò)增培養(yǎng)出發(fā)藻株，取一定量藻液，在合適的水浴溫度中用適宜濃度的疊氮鈉誘變處理一定時(shí)間后，采用瓊脂固體培養(yǎng)基平板分離法篩選單一的突變?cè)逯辍恼T變處理的平皿中挑取出單藻落，轉(zhuǎn)入到液體培養(yǎng)基培養(yǎng)，再繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)增培養(yǎng)。通過測(cè)定藻細(xì)胞的油脂含量，挑選出產(chǎn)生良好突變的藻株。經(jīng)過多次傳代培養(yǎng)，突變的藻株可保持較高油脂含量的品性。經(jīng)疊氮鈉處理的藻株油脂含量可比對(duì)照藻株高約24％。疊氮鈉誘變劑處理微藻細(xì)胞可達(dá)到改良微藻油脂含量品性的效果。
文檔編號(hào)C12N15/01GK102604928SQ20111002486
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者林汝榕, 林祥志, 柯秀蓉, 蔡文旋, 邢炳鵬 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局第三海洋研究所