三种辐射源对枯草杆菌诱变效应与蛋白酶突变菌株筛选的研究

【摘要】： 本研究分别采用同步辐射（SR）软X射线、氮离子和紫外线对枯草芽 孢杆菌（Bacillus.subtilis）1831进行了辐照诱变处理，研究了三种辐射对 B.subtilis 1831的存活和诱变效应。初步建立了SR软X射线对微生物辐射 诱变的方法。通过对B.subtilis 1831辐射诱变后，筛选到四个稳定的蛋白 酶突变株，即中、碱性蛋白酶双重缺陷株B.subtilis 1831SX、碱性蛋白酶 低产株B.subtilis 1831NL、中性蛋白酶低产株B.subtilis 1831UV及中性蛋 白酶高产株B.subtilis 1831NH。研究了B.subtilis 1831和各突变株蛋白酶 及α-淀粉酶的合成情况，分析了蛋白酶和α-淀粉酶的合成关系。 波长为3.1nm的SR软X射线对B.subtilis 1831芽孢的剂量存活曲线 表现为典型的“肩型”，致死剂量LD和存活率37％时的剂量D_(37)分别为10~7、 1.23×10~4mA·s，LD/D_(37)=813。SR软X射线对芽孢的失活作用属于“单靶 多击”方式，失活击中数n等于3。根据脱脂牛奶平板上蛋白酶活力大小的 测量统计，以变异系数作为诱变效应指标时，在一定剂量范围内，诱变效应 随照射剂量的增加而增强；在50000mA·s，存活率23.65％时，效果最佳， 变异系数是对照的2.3倍；在高剂量下，诱变效应趋于下降。 20KevN~+对B.subtilis 1831芽孢的剂量存活曲线表现为典型的“指数型”， LD和D_(37)值分别为99.94×10~(14)、21.7×10~(14)N~+/cm~2，LD/D_(37)=4.61。N~+对 芽孢的致死作用属于“单靶单击”方式。在以N~+注入后芽孢对链霉素抗性 突变率作为诱变效应指标时，20KevN~+对芽孢具有显著的诱变效应。在低剂 量下，诱变效应随注入剂量的增加而增加；在10.4×10~(14)N~+/cm~2，存活率59％ 时效果最佳，突变率是对照的9倍多；与SR软X射线相似，在高剂量下， 诱变效应趋于下降。 紫外线对B.subtilis 1831对数期细胞的剂量存活曲线表现为“指数型”， LD和D_(37)值分别为39.75×10~(-7)、8.48×10~(-7)J/mm~2，LD/D_(37)=4.69。在以辐照 后细胞对链霉素抗性突变率作为诱变效应指标时，诱变作用表现为双峰效 应。在低剂量 ZX 10”’J／mln’，存活率 87．1％时，诱变效果最好，突变率是对 照的2倍；其后随照射剂量的增加，突变率先突然下降（仍比对照高），再 逐渐上升，直到剂量 20X 10－’厂n’，存活率 10．S％时，诱变效应达到第二个 高峰，是对照的1．6倍；在更大剂量下，突变率迅速下降为0。 研究表明上述各菌株在以豆饼粉、玉米粉、敲皮等组成的发酵培养基中， 37t，120rpm培养条件下，各菌株最高o－淀粉酶活力相差不大；中性蛋白 酶与Q－淀粉酶的合成可能具有相互促进的作用。