微生物菌群的选育

二、微生物菌群的选育

菌种选育包括选种和育种。选种即根据微生物的特性，应用各种筛选方法从自然界选择我们需要的菌种;育种即进一步提高已有菌种的某种性能，使其更符合我们的需要。育种一般通过诱变和杂交来实现。变异菌株中通常只有少数菌株在某些性能方面比初始菌株有所提高，育种工作中也存在选种问题，选出的新菌种有待通过育种过程提高其性能。因此，选种与育种有紧密联系。

如何筛选、培育高效菌种，是生物强化的关键，也是污染治理工程前期工作中需要着重考虑的问题。在废水生物处理中，适宜的微生物菌种可以取自天然环境，也可以在实验室中由人工分离筛选而得，一般有以下两种方法:①驯化。即利用待处理的废水对微生物种群进行自然筛选，使微生物对污染物逐步适应，从而具有更强的净化性能。②筛选高效菌株。除自然筛选外，在实验室中对微生物菌种进行人工分离，筛选出其中降解能力强的高效菌株。以上两种方法可以分别实施，也可以结合使用。

除以上两种方法外，也可以通过改变外界条件，使微生物发生变异，变异后的性状传给下一代，就得到了变异菌株，进而可以筛选出活性高的菌株。除自发突变外，更多是采用诱发突变来达到使微生物个体发生变异的目的。诱发突变是利用物理或化学的因素处理微生物群体，促使细胞遗传物质的分子结构发生改变，从而引起微生物的遗传性状发生突变。根据应用的要求，可以从突变株中筛选出某些具有优良性状的菌株供科研和生产使用。

无论是用物理因素(如紫外光、X光、激光等)还是用化学药剂处理微生物，都将引起微生物DNA结构的多种变化，如嘧啶的水合作用，胸腺嘧啶二聚体的形成等，这些变化将导致菌体基因突变。例如，用紫外光照射微生物将导致菌体DNA形成胸腺嘧啶二聚体，而胸腺嘧啶二聚体的形成是紫外光改变DNA生物学活性的主要途径。因为在互补双链间形成的胸腺嘧啶二聚体，会妨碍DNA双链正常的拆分和复制，同一条链上相邻碱基形成的胸腺嘧啶二聚体，会阻碍碱基的正常配对，二者均会引起突变。突变的遗传物质传给下一代，会使下一代表现出与上一代不同的形状。将经诱变处理的菌液投加到活性污泥等废水处理装置中，运行初期是对菌种进行驯化和优胜劣汰，适者生存的筛选过程。随着运行时间的增加，对目标有机污染物不适应的菌种将被淘汰，对废水处理环境适应能力较强的菌种将会大量繁殖并占有更大的生活空间。同时，它们将会消耗更多的目标污染物，从而提高废水处理装置的污染去除效率。

随着工业废水中难降解毒性有机物(如对硫磷、甲基吡啶、异喹啉等)的不断增多，仅靠从自然界中获取的菌种已对许多污染物的降解无能为力，必须通过诱变和杂交等方法来选育高效菌种。应用物理因素和化学药剂实施诱变育种，并将其应用于污染治理，特别是难降解有机废水的处理，是近些年来的一个热门研究领域。