大連大學
本科畢業**(設計)開題報告
**題目：紫外誘變篩選營養
缺陷型工業酵母
學院：生命科學與技術學院
專業 、 班級：生物技術10級1班
學生姓名： 韓飛
指導教師（職稱）： 李倩（講師）
2023年03月10日填
畢業**（設計）開題報告要求
開題報告既是規範本科生畢業**工作的重要環節，又是完成高質量畢業**（設計）的有效保證。為了使這項工作規範化和制度化，特制定本要求。
一、選題依據
1.**（設計）題目及研究領域；
2.**（設計）工作的理論意義和應用價值；
3.目前研究的概況和發展趨勢。
二、**（設計）研究的內容
1.重點解決的問題；
2.擬開展研究的幾個主要方面（**寫作大綱或設計思路）；
3.本**（設計）預期取得的成果。
三、**（設計）工作安排
1.擬採用的主要研究方法（技術路線或設計引數）；
2.**（設計）進度計畫。
四、文獻查閱及文獻綜述
學生應根據所在學院及指導教師的要求閱讀一定量的文獻資料，並在此基礎上通過分析、研究、綜合，形成文獻綜述。必要時應在調研、實驗或實習的基礎上遞交相關的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在後面，要求思路清晰，文理通順，較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎。
五、其他要求
1.開題報告應在畢業**（設計）工作開始後的前四周內完成；
2.開題報告必須經學院教學指導委員會審查通過；
3.開題報告不合格或沒有做開題報告的學生，須重做或補做合格後，方能繼續**（設計）工作，否則不允許參加答辯；
4.開題報告通過後，原則上不允許更換**題目或指導教師；
5.開題報告的內容，要求列印並裝訂成冊（部分專業可根據需要手寫在統一紙張上，但封面需按統一格式列印）。
附：文獻綜述或報告
紫外誘變篩選營養缺陷酵母
韓飛大連大學生命科學與技術學院大連 116622
摘要：微生物營養缺陷型郡主在工業生產和科學研究中都有很重要的意義，本文對酵母絮凝特性做了簡要介紹，並闡述了紫外誘變技術及營養缺陷株的相關應用價值。
關鍵詞：絮凝;紫外誘變；營養缺陷
工業酵母的育種工作一直是工業生物技術研究的熱點和重點。研究和應用絮凝技術已經成為生化領域的重要課題。儘管人們已經提出了各種假說，但至今尚未形成公認的定論，因此繼續從各角度研究微生物的絮凝機理仍將是各國科學工作者研究的熱點[1]。
營養缺陷型菌株在發酵工業生產方面，可以直接用於發酵生產核苷酸、氨基酸等中間產物；在科學研究中又是微生物代謝以及接合、轉化和轉導等實驗的重要遺傳標記菌株。
1. 酵母絮凝作用
1.1 絮凝的概念
酵母絮凝是指酵母細胞之間相互作用形成絮狀物的可逆過程[2]。在發酵工業中，絮凝是酵母菌株最重要性質之一。
1.2 絮凝機理
酵母的絮凝取決於其細胞壁的性質。酵母絮凝與否，是細胞之間的靜電斥力與作用於相鄰細胞間的特殊的鍵合力相互競爭的結果。在分子水平上研究酵母絮凝機理的不同假說都認為:
酵母的絮凝需要有二價離子的參與，尤其是ca2 +離子。
1.3 影響微生物絮凝的因素
這些因素的影響都可最終表達在細胞壁上，再通過細胞壁的組成來影響絮凝; 其中, 環境因素還可以直接影響細胞的絮凝[4]。簡單地說, 影響細胞絮凝的因素可以概括為3 個方面：基因因素、生理因素及環境因素。
對於給定的微生物物種，這3個因素中，環境因素為人為可控因素。絮凝在生物技術中的應用在生物工業領域中，絮凝技術主要應用於生化產品的製備和汙(廢) 水的處理。
1.4 絮凝酵母的應用價值
絮凝狀態的酵母細胞具有抗環境壓力能力強、**利用簡單、使用壽命長等多種優勢。在發酵階段應用絮凝技術主要是利用菌體的自絮凝效能或通過誘導使菌體在一定條件下發生絮凝，從而提高目標產物的濃度[3]。在下游處理階段主要是通過新增絮凝劑使顆粒細小的膠體、菌體細胞、細胞碎片、殘留培養基等固形物結合成較大的顆粒，從而使發酵液的固液分離更容易實現，極大的降低了固液分離的成本。
1.4.1 乙醇發酵的自固定化系統
酵母自絮凝會引起細胞形態改變，並可以顯著提高其乙醇耐受性。固定化酵母發酵技術可解決目前國內外乙醇發酵過程中發酵罐中菌體密度低，發酵時間長，後續分離處理成本高等一系列問題[5]。方法簡單無附加成本，連續使用壽命長，有效地解決了常規固定化酵母生產的許多問題( 如載體材料問題、抗雜菌汙染問題、使用壽命問題等)。
1.4.2 釀造工業
在釀造行業中，酵母不絮凝不僅不利於啤酒的澄清，而且由於酵母的自溶還有可能會破壞啤酒的風味[6]。因此，釀造行業採用絮凝和非絮凝酵母混合培養以優化啤酒的質量。
1.4.3 微生物絮凝劑的生產
微生物絮凝劑是一類由微生物產生的具有絮凝功能的高分子有機物，主要有醣蛋白、粘多醣、纖維素和核酸等。
1.4.4 生物產業廢水處理
絮凝狀態的酵母細胞具有更好的抗環境壓力能力，分離**更加容易，細胞壁可以提供更多的金屬結合位點，其富集重金屬能力較非絮凝性酵母更強等諸多優勢。
2.紫外誘變技術
紫外誘變法具有操作方便安全、無化學誘變劑的毒性且效果明顯。用於誘發營養缺陷型的誘變劑有亞硝基胍，紫外線，亞硝酸等。微生物誘變中最常用的物理誘變劑是紫外線。
誘變所處理的微生物，一般要求呈單核的單細胞或單孢子的懸浮液，分布均勻，這樣可以避免出現不純的菌落。用於誘變處理的微生物一般處於對數生長期，那時的細菌對誘變劑的反應最靈敏。誘變處理必須選擇合適的劑量，劑量的表示有二種，絕對劑量和相對劑量[7]。
相對劑量與三個因素有關，這三個因素是：誘變源和處理微生物的距離，誘變源（紫外燈）的功率，以及處理的時間。前二個因素是固定的，所以通過處理時間控制誘變劑量。
2.1 紫外線誘變的機理
紫外線是波長136~390 nm 的電磁波，它是一種非電離輻射。紫外線誘變的最佳波長範圍是200~300 nm，其中又以260 nm 左右最佳。紫外線之所以能引起殺菌或誘變，主要是由於遺傳物質dna 吸收紫外線而受影響。
紫外線被dna 吸收後引起突變的原因，有的是dna 與蛋白質的交聯，有的是胞嘧啶與尿嘧啶之間的水合作用，有的是dna 鏈的斷裂，還有的是形成嘧啶二聚體產生交聯作用。阻礙雙鏈的分開，使複製無法進行下去，從而造成dna 異常配對[9]。
2.2 誘變的步驟
誘變的整個過程主要包括誘變和篩選兩個部分，一般步驟如下。
2.2.1 出發菌株的選擇
根據經驗，選擇已經經過多次誘變並且每次誘變都有較好效果的菌株作為出發菌株，可以獲得較好的效果[8]。
2.2.2 誘變劑的選擇
目前在育種實踐中應用較多的誘變劑是紫外線、x－射線、亞硝酸等。
2.2.3 誘變劑量的選擇
一般來說，隨著劑量的增加，誘變率也增加，但超過一定限度，隨著劑量的增加，誘變率反而下降。過去常採用殺菌率為99%或90%的紫外線進行育種，而現在傾向於採用殺菌率為70%-75%，甚至更低的紫外線育種[10]。
2.2.4 突變體的篩選
因為存活下來的突變體的性狀並不相同，基因的改變是隨機的，非定向的，因而必須進行多次篩選，才能選出具有優良性狀的突變體[11]。
3.營養缺陷型
3.1 營養缺陷型概念及應用
營養缺陷型是指野生型菌株由於某些物理因素或化學因素處理，使編碼合成代謝途徑中某些酶的基因突變，喪失了合成某些代謝產物(如氨基酸、維生素)的能力，必須在基本培養基中補充該種營養成分，才能正常生長的一類突變株[14]。這類菌株可以通過降低或消除末端產物濃度，在代謝控制中解除反饋抑制或阻遏，而使代謝途徑中間產物或分支合成途徑中末端產物積累[16]。它可作為研究代謝途徑和雜交、轉化、轉導、原生質體融合、質粒和轉座因子等遺傳規律所不可缺少的標記菌種；也可作為氨基酸、維生素、鹼基等物質生物測定的實驗菌種；在生產中，可直接用作發酵生產核苷酸、氨基酸等代謝產物的生產菌株；也可作為菌種雜交、重組育種和利用基因工程進行育種時所不可缺少的帶有特定基因標記的親本菌株[12]。
馬雲飛畢設開題報告
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