鹽霉素高產菌選育工藝分析

李文+杜金鼎+高鳳云

摘 要：鹽霉素是聚醚類動物專用抗生素，作為禽用抗球蟲劑在世界范圍內得到普遍應用。由于低耐藥性、低殘留等特性，鹽霉素具有廣闊的市場空間，本文將從鹽霉素的性質與作用機理出發，深入研究鹽霉素高產菌選育工藝，以供相關從業人員借鑒學習。

關鍵詞：鹽霉素；選育；鹽霉素高產菌

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.027

鹽霉素在業界得到廣泛的認可，不僅因為鹽霉素的廣譜、高效性，還能具有易降解的特性，并且同時其代謝產物對植物和土壤并無不良的作用，符合我國可持續發展的觀念，深受環境友好型的養禽企業的青睞。菌種改良的目的是提高生產水平，降低成本，本文將立足于鹽霉素的生物合成途徑，在誘變的基礎利用丁酸做篩選劑，探討鹽霉素高產菌選育工藝。

1 鹽霉素概況

1.1 作為獸用抗生素

鹽霉素是目前市面上較為常見的獸用抗生素，雖然大部分獸用抗生素是聚醚類和聚酮類抗生素，但不能忽視鹽霉素作為獸用抗生素的市場前景，一個合格的獸藥必須滿足幾個條件，首先要兼有抗菌的作用，鹽霉素對真菌、病毒、瘧原蟲都有很高的感受性，并且藥效極佳，能夠較為徹底的殺死球蟲。其次，鹽霉素的毒性低、安全范圍廣，這對于獸用抗生素來說非常重要，鹽霉素使用的殘留少，并且產生的代謝物對人體以及環境的生產性能都無不良影響，在一定程度上增加了鹽霉素的應用范圍。最后，鹽霉素具有光譜、高效、不易產生耐藥性，鹽霉素不僅對并球蟲的發育具有抑制作用，還符合環狀結構系統，不易產生耐藥性，這大大提高了鹽霉素的生物學效應[1]。

1.2 鹽霉素的作用機理

鹽霉素的研究與開發是一項耗資巨大、技術要求高、周期長的系統工程。一般來說，鹽霉素具有抑制呼吸的作用，研究表明，鹽霉素能夠直接影響豬腸道微生物區的代謝，抑制高纖維粗糧的消化，從而減少糞氨的排出。由于鹽霉素有對線粒體中腺苷三磷酸的氧化磷酸化抑制作用，因此可以減少盲腸氨水平，抑制甲烷的產生，對反芻動物的胃原蟲的增殖有抑制的作用，通過控制胃中的揮發性脂肪酸的比例，破壞其代謝功能[2]。

1.3 對陽離子的親和作用

鹽霉素具有特殊的環狀結構，這種結構決定了鹽霉素能強烈的與細胞中的堿金屬離子結合。在鹽霉素的環狀結構的中心，排列著氧原子構成的帶電負荷，不僅能夠通過膜上的脂質屏障，抑制孢子體的分裂，還不會導致過多的水分子進入細胞，從而在保持正常的離子平衡點的基礎上，殺死球蟲。另一方面，陽離子具有使細胞生命活動所必需的陽離子，能夠自由的出入細胞，而在球蟲進入細胞后，會導致孢子和裂殖體在離子大量堆積，引起胞漿膜的破損，在遇到鹽霉素之后，球蟲的滲壓增加，不僅能夠抑制球蟲的生長發育，還能保障細胞內外的陽離子正常傳遞，從而引起蟲體的死亡，起到殺菌保護的作用。

2 鹽霉素高產菌選育工藝分析

2.1 材料與方法

傳統的遺傳育種法雖然是微生物育種中最常見的方法之一，但該方法存在著一定的局限，隨機性高、工作效率低，使得傳統的遺傳育種法在代謝物合成領域一直無法進一步發展。而基于發酵調控機制的推理菌種選育，不僅能夠克服傳統育種法隨機率高的缺點，還能縮短篩選周期，是一種可靠的鹽霉素高產菌的培育方式。[3]根據鹽霉素分子結構和生物合成的途徑，在誘變的基礎上通過丁酸作為篩選劑進行高產菌的選育。在實驗之前，需要準備的材料有出發菌株、斜面培養基、搖瓶種子培養基、搖瓶發酵培養基，同時相關研究人員應該針對推理選育實驗，準備適量的原材料及適宜的培養條件。鹽霉素高產菌選育的標準是具有抗細菌抗生素的優勢，能夠對巨型哈氏球蟲有明顯的抑制作用，此外，還應該具有很廣的抗球蟲譜，對縮菌等革蘭氏厭氧菌也有較強的抑制作用。

2.2 實驗方法

鹽霉素高產菌選育的試驗方法，主要包括紫外線誘變、甲基磺酸乙酯誘變。首先考察的是紫外線誘變，菌株在紫外線的照射下，存活率在百分之十以下，這在一定程度上說明，紫外線對鹽霉素高產菌具有抑制作用，并且隨著紫外線照射時間的增加，鹽霉素高產菌正變率也呈下降的趨勢。通過實驗，一方面可以說明紫外線對鹽霉素高產菌具有很好的誘變效應，經過兩到三次的反復篩選，結果更明顯，正突變率在紫外線照射二十秒時高達百分之九十以上，同時菌株的致死率也達到了百分之九十五以上。甲基磺酸乙酯對鹽霉素高產菌的誘變效應也很明顯，通過實驗表明，甲基磺酸乙酯在同一劑量的情況下，對鹽霉素高產菌的誘變發生正變率大大高于EMS劑量，這在反復篩選中也能清晰的證明，在對照試驗中，甲基磺酸乙酯產生斜面效應的概率是百分之百，能夠通過平板分離得到菌株。

2.3 篩選方法

鹽霉素高產菌選育的篩選方法主要采用丁酸作為篩選劑，是因為丁酸不僅是鹽霉素分子結構組成單元，也是其分子前體，作為鹽霉素生物合成的啟動子，能夠得到良好的丁酸協同作用的效果，不僅能夠大幅度的提升菌株的生物代謝，還能提高鹽霉素的高效色譜峰面比例。

2.4 搖瓶驗證

在鹽霉素高產菌推理選育的試驗中，適量的原材料及適宜的培養條件能夠取得良好的發酵效果，對鹽霉素高產菌的選育有著積極的作用。通過搖瓶種子培養基、搖瓶發酵培養基得到的效價指標，將高水平的鹽霉素菌株進行保藏，以便進行下一步放大發酵的驗證，最終獲得高水平和質量的鹽霉素產品。

3 結語

鹽霉素是由白色鏈霉菌產生的聚醚類動物專用抗生素，作為一種抗球蟲劑，在世界范圍內得到了廣泛應用，其具有的高效廣譜性、低殘留性、低耐藥性對于養禽業發展具有重要意義。因此，應當加強對鹽霉素高產菌選育工藝的研究，進一步提高鹽霉素生產水平，降低生產成本，提高鹽霉素生產效益。

參考文獻：

[1]羅磊.L-異亮氨酸產菌株的選育及蘇氨酸脫水酶編碼基因的克隆與表達[D].福建師范大學，2012.

[2]戴菲，李瑾，黃運紅，付學琴，龍中兒.抗性篩選在抗生素高產菌選育中的應用[J].安徽農業科學，2011（12）：7248-7249+7377.

[3]姜伯玲.重離子輻照誘變選育纖維素酶高產菌株及其發酵工藝的研究[D].中國科學院研究生院（近代物理研究所），2016.