1、本科毕业论文系列开题报告环境工程紫外线诱变改善酵母菌细胞表面性质研究一、选题的背景与意义紫外线是常用的物理诱变因子,是诱发微生物突变的一种非常有用的工具。DNA和RNA的嘌呤和嘧啶有很强的紫外光吸收能力,最大的吸收峰在260NM。紫外辐射能作用于DNA,因此在260NM的紫外辐射是最有效的致死剂。对于紫外的作用已有多种解释,但研究的比较清楚的一个作用是使DNA分子形成嘧啶二聚体,即两个相邻的嘧啶共价连接。二聚体出现会减弱双键间氢键的作用,并引起双链结构扭曲变形,阻碍碱基间的正常配对,从而有可能引起突变或死亡。二聚体的形成，会妨碍双链的解开,因而影响DNA的复制和转录。紫外辐射可以引起转换、颠换
2、、移码突变或缺失等。日本于20世纪70年代就有人进行了利用酵母茵处理废水的探索性研究。并于90年代成功地实现了酵母茵废水处理技术的工程应用。日本一制油厂利用酵母处理高含油废水，对于平均含油量达11900MG/L的废水，除油率可达99。此外，通过在反应器中接入功能菌株能增加目标底物的降解，降低其毒性。同时也可以缩短降解时间，酵母已被成功应用于处理高浓度含油废水以及石油的脱蜡等。然而，在酵母菌处理废水的实际运行中，酵母菌对废水的处理效果往往受到其表面性质的影响而不够理想。因此，可利用紫外诱变得到疏水性好、乳化能力强、絮凝性好的酵母菌菌株，并进行连续培养得到遗传性状稳定的菌株。从而使酵母菌对废水中C
3、OD的去除率提高。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题基本内容1综述紫外诱变育种（微生物）的方法和技术路线；2设计实验，诱变酵母菌细胞；3考察诱变后酵母细胞表面性质的变化；细胞表面性质疏水性、絮凝性、乳化能力等；4筛选对于废水处理有益的诱变菌株，主要是COD降解能力高、絮凝性好等特点。拟解决的主要问题通过紫外线照射酵母菌对其进行诱变，再以相应的分析方法分析诱变所得菌株的疏水性、絮凝性以及乳化能力，筛选出COD降解能力强、絮凝性好的对废水处理有益的酵母菌菌株。三、研究的方法与技术路线1、技术路线构建紫外诱变酵母菌实验台，对培养所得的酵母菌进行紫外诱变。建立对诱变所得的酵母菌菌株进行表面性质的定性
4、定量分析方法，主要分析酵母菌的疏水性、絮凝性和乳化能力。根据上述定性定量所得结果，筛选出有益于废水处理的酵母菌菌株。2、实验部分21主要仪器紫外线照射灯，恒温振荡器，超净工作台。22收集菌种配制YPD液体培养基，用无菌接种环将热带假丝酵母CANDIDATROPICALIS菌株接入YPD培养基中，将接种后的YPD培养基封口，移至恒温振荡器中于温度28，175RPM连续培养48小时后取出，然后收集菌体。23实验步骤先将紫外线照射灯打开预照射20MIN，再将培养所得的酵母菌放到超净工作台中紫外线下30CM处照射，照射时间在2040S之间。再对诱变菌株进行表面性质定性定量分析，最后筛选出表面性质优良的
5、菌株进行连续培养。3、结果分析根据相关的定性定量方法，分析并筛选出疏水性好、絮凝性好、乳化能力强的酵母菌菌株，此类酵母菌有益于废水中有机物的降解去除四、研究的总体安排与进度2010110120091110选题；2010112620101215收集整理资料，完成开题报告、文献综述；开题；2010121620110410翻译相关英文资料，依据大纲开展实验工作；2011041120110420完成论文初稿交由老师审阅；2011042120110506完成论文二稿交由老师审阅；2011050720100512定稿，准备答辩相关材料；20110513答辩。五、主要参考文献1MADIGAN,MT美MART
6、INKOJM美,PARKER,J美微生物生物学M北京科学出版社,20013902曹友声,刘仲敏现代工业微生物学M长沙湖南科学技术出版社,19983CHIGUSAK，ETALTREATMENTOFWASTEWATORFROMOILMANUFACTURINGPLANTBYYEASTJWARSCITECH，1996，34115L584BAKER，BH，HERSON，DSBI0REMEDIATIONJ541305315MCGRAWHILL，1994，PP1251931952382475SILVAE，FIALHOAM，SFICORREIAI，ETA1COMBINEDBIOAUGMENTATIONANDB
7、IOSTIMULATIONTOCLEANUPSOILCONTAMINATEDWITHHIGHCONCENTRATIONSOFATRAZINEJENVIRONSCITECHNOL，2004，386326376ROMEROMC，CAZAUMC，GIORGIERIS，ETALPHENAN一THRENEDEGRADATIONBYMICROORGANISMSISOLATEDFROMACONTAMINATEDSTREAMENVIRONPOLLUT，L998，1O13553597IIARUJSTUDIESONRELATIVECAPABILITIESOFBACTERIALMICROBIOLOGY，2006，5
8、62109L12ANDYEASTISOLATESFROMTROPICALSOILINDEGRADINGCRUDEOILJWASTEMANAGEMENT，1998，182932998ZINJARDESS，PANTAAHYDROCARBONDEGRADERSFROMTROPICALMARINEENVIRONMENTSJMARPOLLUTBULL,2002，44LL812L9齐秀兰,等妥布霉素产生菌诱变育种的研究J微生物学杂志,1995,151921310周建琴,韩宝玲,王南金等康乐霉素C产生菌的诱变育种及其发酵的研究J中国抗生素杂志,2000,25538638711王筱虹,等原生质体紫外诱变技术筛
9、选红霉素高产菌株的研究J中国药科大学学报,2000,314301230312白兰芳,等西罗莫司产生菌STREPTOMYCESHYGROSCOPI2CUSWY293的诱变育种与代谢研究J中国抗生素杂志,2001,2613523813ZHANGYMILLERREFFECTOFAPSEUDOMONASRHAMNOLIPIDBIOSURFACTANTONCELLHYDROPHOBICILYANDBIODEGRADATIONOFOCTADECANEJAPPLENVIRONMICROBIOL1994，60，2L01210614杨敏，邓艳芹，张昱等，酵母菌在疏水性有机污染物去除方面的应用J生物产业技术，20
10、08,4283115YOUIMCHANG,LIAN2HUASHIH,SHYH2WEICHENEFFECTSOFGLUCOSEANDMANNOSEONTHEFLOCCULATIONBEHAVIOROFSACCHAROMYCESCEREVISIAEATDIFFERENTLIFESTAGESJCOLLOIDSANDSURFACESBBIOINTERFACES,2005,4461416张博润,任健,刘玉方酵母菌絮凝机理研究进展及应用前景J微生物学通报,1996,23（530731117王筱虹,等原生质体紫外诱变技术筛选红霉素高产菌株的研究J中国药科大学学报,2000,31430130318唐晓达，张秀
11、丽，蔡车国，等低双乙酰啤酒酵母菌种选育及其中试J厦门大学学报自然科学版，2003，4245O851019管教仪啤酒工业手册M北京中国轻工业出版社,199935535620王付转,梁秋霞,李宗伟,王雁萍,吴健诱变和筛选方法在微生物育种中的应用J洛阳师范学院学报2002，29596毕业论文文献综述环境工程紫外线诱变改善酵母菌细胞表面性质研究摘要本文主要介绍了紫外诱变在微生物育种中的诱变原理以及对酵母菌进行紫外诱变的重要意义。简单介绍了紫外诱变在微生物育种的方法和应用，酵母菌细胞的表面性质及其测定方法，以及菌株的筛选方法。关键词紫外诱变；假丝酵母菌；表面性质；菌株筛选通过图书馆查阅大量相关书籍资料和
12、网上收集相关课题的论文资料，现文献综述内容如下。一、紫外诱变在微生物育种中的原理和紫外诱变酵母菌的意义紫外线是常用的物理诱变因子,是诱发微生物突变的一种非常有用的工具。DNA和RNA的嘌呤和嘧啶有很强的紫外光吸收能力,最大的吸收峰在260NM。紫外辐射能作用于DNA,因此在260NM的紫外辐射是最有效的致死剂。对于紫外的作用已有多种解释,但研究的比较清楚的一个作用是使DNA分子形成嘧啶二聚体,即两个相邻的嘧啶共价连接1。二聚体出现会减弱双键间氢键的作用,并引起双链结构扭曲变形,阻碍碱基间的正常配对,从而有可能引起突变或死亡。二聚体的形成，会妨碍双链的解开,因而影响DNA的复制和转录。紫外辐射可
13、以引起转换、颠换、移码突变或缺失等2。日本于20世纪70年代就有人进行了利用酵母茵处理废水的探索性研究。并于90年代成功地实现了酵母茵废水处理技术的工程应用。日本一制油厂利用酵母处理高含油废水，对于平均含油量达11900MG/L的废水，除油率可达993。此外，通过在反应器中接入功能菌株能增加目标底物的降解，降低其毒性45。同时也可以缩短降解时间，酵母已被成功应用于处理高浓度含油废水以及石油的脱蜡等68。然而，在酵母菌处理废水的实际运行中，酵母菌对废水的处理效果往往受到其表面性质的影响而不够理想。因此，可利用紫外诱变得到疏水性好、乳化能力强、絮凝性好的酵母菌菌株，并进行连续培养得到遗传性状稳定的
14、菌株。从而使酵母菌对废水中COD的去除率提高。二、紫外诱变在微生物育种的方法及其应用紫外线照射应在暗室内进行，且应在红光下操作。采用1520瓦、波长为260NM左右的紫外线灯，灯管悬挂高度约30CM。处理方法取斜面菌种一环，移接到已灭菌的盛有生理盐水40ML的三角瓶内，置摇床上振荡30MIN。然后将其中5ML菌悬液倒入已灭菌的直径为9CM的培养皿中。培养皿底要平、照射时启动旋转器或电磁搅拌器，紫外线灯照射时间为2040S。齐秀兰等9以妥布霉素产生菌黑暗链霉菌ATCC17920为出发菌株,经紫外线处理,获得一株产量较高且稳定的菌株UV259,其效价比原株提高923。周建琴等10用康乐霉素K2C产
15、生菌的自然突变株ST291为出发菌株,采用UV诱变和自然分离纯化的方法,筛选出1株突变株U102S24。发酵条件优化后,5吨罐上K2C效价比ST291提高460多倍。王筱虹等11用UV照射红霉素产生菌红色链霉菌的原生质体,得到比对照菌株效价提高2258的高产菌株。值得注意的是,白兰芳等12以紫外线、光复活处理西罗莫司产生菌,得到正变株UV28261的效价较出发菌株高23倍,且紫外照射后,光复活处理比暗修复处理的正变率高得多,这与UV处理菌种后必须暗修复的传统观点恰恰相反。三、酵母菌表面性质的表面性质31疏水性有研究报道指出，菌株的疏水性对于其在生物处理体系中的活性及稳定性均有重要影响13。在利
16、用真菌与细菌复合反应器进行生物除臭的过程中发现，亲水性的污染物基本上能够在细菌区内被去除。而疏水性的污染物则较易在真菌区内被去除。微生物细胞表面的疏水性。提高了其与疏水性有机物之间的亲和力，有利于微生物吸收转化污染物。一种能利用疏水性烃类物质的酵母茵CATLDIDATROPICALIS。其细胞表面组成成分可能与这类物质的转运有关。ZHANG和MILLER研究了几株PAERUGINOSA细胞表面疏水性与疏水性烃类降解率之间的关系。结果表明，细胞表面的疏水性越高。其对这类物质的降解速率越快。因此细胞表面的疏水性与疏水性污染物的降解速率密切相关14。疏水性分析方法菌株YPD液体培养基中培养获得的48
17、H菌株，每个菌株的菌液取45ML于离心管中，放入TGL16M高速台式冷冻机中，离心机的参数设置为3000RPM，离心三分钟后倒去上清液，加入醋酸醋酸钠缓冲液至40ML再次离心（需要两次加入缓冲离心），将离心得到的细胞培养物悬浮于絮凝缓冲液中，调节细胞培养物的浓度使得OD6202，接着取出4ML悬液于10ML的带帽小试管中，加入1MLN十六烷或1ML色拉油，漩涡振荡60S（30S后间歇5S，再继续下一个30S），两相分离5MIN后，用移液枪取出下层的水相于比色皿中在722型可见分光光度计上读出OD620。32乳化能力有研究指出，一些以疏水性烃类物质作为碳源的酵母具有产生乳化剂的能力酵母茵YARR
18、OWIA/IPOLYTICANCIM3589在以烷烃作为碳源时具有产生乳化剂的能力ZINJARDEANDPANT，2002）。CAMERON等的研究表明，啤酒酵母SACCHAROMYCESCEREVISIAE细胞壁的主要成分甘露蛋白是高效的生物乳化剂，其PH稳定范围可以在211。除此以外，CANDIDATROPICALIS、CANDIDAANTARCTICA等酵母茵也具有产生生物乳化剂的能力。酵母菌株的乳化能力对于其在生物强化体系中的稳定性可能起到重要的作用。具有较强的乳化能力的酵母菌在废水处理中能够快速地使废水中的有机污染物乳化而进一步被降解。从而使得废水处理效果得到改善15。乳化能力分析（
19、1）各菌株的富集培养用YPD液体培养基在合适的条件下富集培养9个菌株。（2）无机盐液体培养基取800ML去离子水，按以下比例投加无机盐04NH4NO3，047KH2PO4，003NA2HPO412H2O，01MGSO4H2O，0001FESO47H2O，0001CACL22H2O，0001MNSO44H2O；加入2商品色拉油，定容到1000ML后，调节PH为50。最后在10个250ML的三角瓶中各装100ML上述含油无机盐培养基，在121灭菌20MIN。取出冷至室温后，取各菌株的菌液1ML分别接入10个不同的三角瓶中，随后在175RPM，28空气浴振荡摇床中培养23D。观察各菌株对于色拉油的乳
20、化情况。33絮凝性酵母絮凝定义为酵母的一种能粘附成团之后从培养基中沉淀出去,并能被乙二胺四乙酸或专一糖所分散的特性。酵母絮凝性能的好坏直接影响到酵母回收利用、发酵速率和发酵度、过滤方法的选择、啤酒的风味、质量、成本等诸多方面1619,是评价菌种优劣的一个重要指标。酵母菌良好的絮凝性有利于酵母菌吸附废水中的污染物，并对其进行生化降解。其良好的絮凝性对于废水处理能起到很好的作用效果。絮凝性的测定方法本斯法20取5G酵母泥,加入30ML0051CASO4溶液洗涤、离心,重复操作2次。称取110G洗净酵母泥于15ML带刻度的锥底离心管中,加入10MLPH4150CASO4、醋酸钠2醋酸的缓冲液,振荡均
21、匀于20保温20MIN后,再次振荡均匀10MIN后,记录离心管底部沉淀酵母的体积ML,定义该数值为本斯值。数值越大则该酵母愈易絮凝。光密度法20称取酵母泥110G,加入001MOL/L的EDTA2NA溶液洗涤、离心2次。将沉淀物放入50ML具塞的比色管中,加入50MLPH4150CASO4、醋酸钠2醋酸的缓冲液振荡摇匀,立即在波长670NM下测定其吸光度,记为OD1；20恒温水浴静置30MIN后,取距液面1CM处溶液,测定对应的吸光度,记为OD2。定义凝聚值FOD1OD2/OD1100。数值越大对应的酵母则愈易絮凝。四、菌株筛选除了诱变过程的最适条件外,突变菌株的分离和筛选也是微生物育种的关键
22、环节。筛选一般分初筛和复筛两个阶段。初筛可在摇瓶中完成,也可采用琼脂块法,即将适宜的反应试剂喷涂在平板上正在生长的菌落中,或采用混合指示剂在培养基上染色,直接观察特定的酶活性,或者将待测菌落打块,放置在涂有特定菌的检定盘上,依抑菌圈的大小定量测定菌株的抗菌活性物质的含量。初筛得到的高产菌株,再进行摇瓶复筛,对其生产性能作更精确的定量测定21。经紫外诱变后所得到的疏水性好，絮凝性好，乳化能力强的酵母菌菌株在利用相应分析方法筛选出来后，即可进行连续培养，以得到更多的性状良好的菌株。五、展望紫外诱变作为最简单便捷的物理诱变育种方法在微生物育种领域得到了广泛应用。与此同时，酵母菌污水处理系统比驯化后的
23、活性污泥法工艺无论是反应速率还是污染物去除效率都具有很大的优势,所以酵母菌污水处理技术是值得推广的；随着酵母菌利用的范围不断扩大,酵母菌使用的方式和手段越来越多。因此，使用简单的紫外诱变方法来获得表面性状良好的酵母菌菌株应用到废水处理工艺中具有重要意义。这对于废水中的COD去除率的提高将起到很大作用。参考文献1MADIGAN,MT美MARTINKOJM美,PARKER,J美微生物生物学M北京科学出版社,20013902曹友声,刘仲敏现代工业微生物学M长沙湖南科学技术出版社,19983CHIGUSAK，ETALTREATMENTOFWASTEWATORFROMOILMANUFACTURINGPL
24、ANTBYYEASTJWARSCITECH，1996，34115L584BAKER，BH，HERSON，DSBI0REMEDIATIONJ541305315MCGRAWHILL，1994，PP1251931952382475SILVAE，FIALHOAM，SFICORREIAI，ETA1COMBINEDBIOAUGMENTATIONANDBIOSTIMULATIONTOCLEANUPSOILCONTAMINATEDWITHHIGHCONCENTRATIONSOFATRAZINEJENVIRONSCITECHNOL，2004，386326376ROMEROMC，CAZAUMC，GIORGIERI
25、S，ETALPHENAN一THRENEDEGRADATIONBYMICROORGANISMSISOLATEDFROMACONTAMINATEDSTREAMENVIRONPOLLUT，L998，1O13553597IIARUJSTUDIESONRELATIVECAPABILITIESOFBACTERIALMICROBIOLOGY，2006，562109L12ANDYEASTISOLATESFROMTROPICALSOILINDEGRADINGCRUDEOILJWASTEMANAGEMENT，1998，182932998ZINJARDESS，PANTAAHYDROCARBONDEGRADERSFR
26、OMTROPICALMARINEENVIRONMENTSJMARPOLLUTBULL,2002，44LL812L9齐秀兰,等妥布霉素产生菌诱变育种的研究J微生物学杂志,1995,151921310周建琴,韩宝玲,王南金等康乐霉素C产生菌的诱变育种及其发酵的研究J中国抗生素杂志,2000,25538638711王筱虹,等原生质体紫外诱变技术筛选红霉素高产菌株的研究J中国药科大学学报,2000,314301230312白兰芳,等西罗莫司产生菌STREPTOMYCESHYGROSCOPI2CUSWY293的诱变育种与代谢研究J中国抗生素杂志,2001,2613523813ASCONCABRERAMA
27、，LEBEAULTJMCELLHYDROPHOBICITYINFLUENCINGTHEACTIVITY/STABILITYOFXENOBIOTICDEGRADINGMICROORGANISMSINACONTINUOUSBIPHASICAQUEOUSORGANICSYSTEMJJOURNALOFFERMENTATIONANDBIOENGINEERING，1995，80327027514ZHANGYMILLERREFFECTOFAPSEUDOMONASRHAMNOLIPIDBIOSURFACTANTONCELLHYDROPHOBICILYANDBIODEGRADATIONOFOCTADECANEJ
28、APPLENVIRONMICROBIOL1994，60，2L01210615杨敏，邓艳芹，张昱等，酵母菌在疏水性有机污染物去除方面的应用J生物产业技术，2008,4283116YOUIMCHANG,LIAN2HUASHIH,SHYH2WEICHENEFFECTSOFGLUCOSEANDMANNOSEONTHEFLOCCULATIONBEHAVIOROFSACCHAROMYCESCEREVISIAEATDIFFERENTLIFESTAGESJCOLLOIDSANDSURFACESBBIOINTERFACES,2005,4461417张博润,任健,刘玉方酵母菌絮凝机理研究进展及应用前景J微生物学通
29、报,1996,23（530731118王筱虹,等原生质体紫外诱变技术筛选红霉素高产菌株的研究J中国药科大学学报,2000,31430130319唐晓达，张秀丽，蔡车国，等低双乙酰啤酒酵母菌种选育及其中试J厦门大学学报自然科学版，2003，4245O851020管教仪啤酒工业手册M北京中国轻工业出版社,199935535621王付转,梁秋霞,李宗伟,王雁萍,吴健诱变和筛选方法在微生物育种中的应用J洛阳师范学院学报2002，29596本科毕业设计环境工程紫外线诱变改善酵母菌表面性质研究EFFECTSOFULTRAVIOLETMUTAGENESISONCELLSURFACECHARACTERISTI
30、CSOFYEASTI摘要摘要酵母菌细胞表面性质影响酵母菌在废水处理系统中的效果，本研究通过对O2、G1两株酵母菌在30W的紫外灯下进行不同时间的照射诱变，研究紫外诱变对于酵母菌细胞表面性质的影响。研究结果表明，O2、G1菌株的表面性质得到不同程度的改善。O2菌株在紫外线照射10S的条件下，疏水性改善最大，提高了1910，O2菌株在紫外线照射20S的条件下，乳化能力改善最大，提高了5385；G1菌株在紫外线照射20S的条件下，疏水性和乳化能力均得到了最大改善，分别提高了1840和4375。而紫外线诱变对O2、G1菌株的絮凝性影响不明显。关键词酵母菌；疏水性；絮凝性；乳化能力；紫外诱变IIEFFE
31、CTSOFULTRAVIOLETMUTAGENESISONCELLSURFACECHARACTERISTICSOFYEASTABSTRACTABSTRACTCELLSURFACECHARACTERISTICSOFYEASTAFFECTTHEEFFECTOFYEASTINTHEWASTEWATERTREATMENTSYSTEMTWOSTRAINS（O2ANDG1）WERETEEATEDBYUVRADIATIONUNDERTHE30WUVLAMPFORDIFFERENTTIME，THEEFFECTSOFULTRAVIOLETMUTAGENESISONCELLSURFACECHARACTERISTI
32、CSOFYEASTWEREINVESTIGATEDTHERESULTSSHOWEDTHAT，THECELLSURFACECHARACTERISTICSOFO2ANDG1STRAINSCANBEIMPROVEDTOVARYINGDEGREESWHENSTRAINO2WASEXPOSEDUNDERUVRADIATIONFOR10S,THEHYDROPHOBICITYWASOFTHEMOSTSIGNIFICANTIMPROVEMENTTHISCHARACTERISTICINCREASEDBY1910WHENSTRAINO2WASEXPOSEDUNDERUVRADIATIONFOR20S,THEEMU
33、LSIFYINGCAPACITYOFITWASOFTHEMOSTSIGNIFICANTIMPROVEMENT,WHICHINCREASEDBY5385WHENSTRAING1WASEXPOSEDUNDERUVRADIATIONFOR20S，THEHYDROPHOBICITYANDEMULSIFYINGCAPACITYOFITWEREBOTHIMPROVEDDRASTICALLYTTHESECHARACTERISTICSRESPECTIVELYINCREASEDBY1840AND4375,RESPECTIVELYWHILETHEEFFECTOFULTRAVIOLETMUTAGENESISONTH
34、EFLOCCULABILITYO2ANDG1STRAINSWASNOTSIGNIFICANTKEYWORDSYEASTSHYDROPHOBICITYFLOCCULABILITYEMULSIFYINGCAPACITYUVRADIATIONIII目录1引言511紫外线诱变技术概况5111紫外线简介5112紫外线诱变机理5113紫外线诱变技术的应用情况512酵母菌在废水处理中的应用6121酵母菌6122工业用酵母菌的分类6123酵母菌菌株的筛选6124酵母菌在废水处理中的应用713研究的目的与意义82材料与方法921实验仪器与试剂9211实验仪器9212主要试剂922实验方法10221酵母菌的培养及
35、筛选10222酵母菌的疏水性测定10223酵母菌的絮凝性测定11224酵母菌的乳化能力测定11225紫外线处理酵母菌细胞11226诱变后酵母菌相关表面性质的测定123结果与分析1231诱变前酵母菌表面性质分析12311诱变前酵母菌的疏水性12312诱变前酵母菌的絮凝性13313诱变前酵母菌的乳化能力1332诱变后酵母菌表面性质分析14321诱变后酵母菌的疏水性14322诱变后酵母菌的絮凝性15323诱变后酵母菌的乳化能力1533紫外诱变前后各性质变化的对比15331疏水性15332絮凝性16333乳化能力174结论185展望19参考文献20致谢错误未定义书签。IV51引言11紫外线诱变技术概况
36、111紫外线简介紫外线是波长短于紫色可见光而又紧接紫色光的射线，波长范围为136390NM，即13603900。它是一种非电离辐射，紫外线波长虽然比较宽，但是诱变有效范围仅是200300NM，其中以260NM效果最好。所以能引起杀菌或诱变，主要是紫外线的作用光谱与核酸的吸收光谱一致，所以DNA很容易受到紫外线的影响。112紫外线诱变机理紫外线被DNA吸收后引起突变的原因，有的是DNA与蛋白质的交联，有的是胞嘧啶与尿嘧啶之间的水合作用，有的是DNA链的断裂，还有的是形成嘧啶二聚体。而形成嘧啶二聚体是产生突变的主要原因。使DNA分子产生嘧啶二聚体，即两个相邻的嘧啶共价连接1，是目前研究的较清楚的一
37、个紫外线的作用。二聚体出现会减弱双键间氢键的作用,并引起双链结构扭曲变形,阻碍碱基间的正常配对,从而有可能引起突变或死亡。二聚体的形成，会妨碍双链的解开,因而影响DNA的复制和转录。紫外辐射可以引起转换、颠换、移码突变或缺失等2。微生物在正常生长情况下进行DNA复制时，首先DNA双链解开成为单链，然后两条单链各自与细胞内游离的碱基互补配对形成新链。如果此时双链之间有嘧啶二聚体存在，则因在一条链上出现嘧啶二聚体，则会影响到此处复制过程中碱基的正常配对。因此，会使该处基因所表达出的形状出现异常，形成变异。113紫外线诱变技术的应用情况紫外线是一种使用最早、沿用最久、应用最广、效果明显的物理诱变剂。
38、它的诱变率高，而且不易回复突变。在工业微生物育种史上曾经发挥过极其重要的作用，迄今仍然是微生物育种中最常用和有效的诱变剂之一。齐秀兰等3以妥布霉素产生菌黑暗链霉菌ATCC17920为出发菌株,经紫外线处理,获得一株产量较高且稳定的菌株UV259,其效价比原株提高923。周建琴等4用康乐霉素K2C产生菌的自然突变株ST291为出发菌株,采用UV诱变和自然分离纯化的方法,筛选出1株突变株U102S24。发酵条件优化后,5吨罐上K2C效价比ST291提高460多倍。王筱虹等5用UV照射红6霉素产生菌红色链霉菌的原生质体,得到比对照菌株效价提高2258的高产菌株。值得注意的是,白兰芳等12以紫外线、光
39、复活处理西罗莫司产生菌,得到正变株UV28261的效价较出发菌株高23倍,且紫外照射后,光复活处理比暗修复处理的正变率高得多,这与UV处理菌种后必须暗修复的传统观点恰恰相反。12酵母菌在废水处理中的应用121酵母菌酵母菌是一种单细胞真菌,酵母菌主要分成两类（1）发酵型酵母,是一种只能利用六碳糖进行酒精发酵的酵母；大部分酵母菌是属于此类；（2）氧化型酵母,它包括假丝酵母、球拟酵母、汉逊酵母等,这类氧化型酵母菌正是水处理所利用的重点对象；因为它能利用多种有机物简单糖、有机酸、醇等,有的酵母菌种能利用复杂化合物,因为这类酵母菌体内含有特殊的氧化分解酶。所以酵母菌具有很强的代谢能力,在某些条件下还可以
40、凝聚沉降,由于其菌体较大,易于沉降,可以像活性污泥工艺一样运行和管理；另外,它们在快速分解有机污染物的同时,能获得酵母蛋白,既消除了环境污染,又进行综合利用,形成良性的生态循环,为造福人类作出有益贡献6。122工业用酵母菌的分类工业上常用的酵母菌有以下几种酿酒酵母SACCHAROMYCESCEREVISIAE、卡尔斯伯酵母（SACCHAROMYCESCARLSBERGENSIS）、异常汉逊氏酵母HANSENULAANOMALA、球拟酵母TORUIOPSIS、假丝酵母CANDIDA、毕赤氏酵母PICHIA、红酵母RHODOTORULA、棉病针孢酵母（NEMATSPORAGOSSYPII）、白地霉
41、GEOTRICHUMCANDIDUM。123酵母菌菌株的筛选酵母菌是广泛存在于石油污染环境中的一大类真菌，具有耐酸、耐高渗透压、生长快、代谢效率高的特点。研究发现，相比于细菌酵母菌对某些难降解物质及有机物质具有较强的分解能力。并且在降解强疏水性物质如PAH时，酵母菌相对其他微生物具有较强的优势。因此，想要得到好的废水处理效果，酵母菌菌株的筛选是很重要的。许多研究者在进行酵母菌处理废水实验之前都是经过了精心挑选才选定菌种投入实验的。汪严明从冀东油田钻井现场采集的受钻井废水污染的土壤样品中筛选到两株具有降解石油烃的能力的酵母菌WICKERHAMIELLADOMERCQII和CANDIDABOIDI
42、NII7。实验室选用热带假丝酵母（O2和G1菌株）7进行此次实验。124酵母菌在废水处理中的应用酵母菌在很久以前就得到了应用，早在几千年前，人类就开始用酵母发酵面包和酒类，在发酵面包和馒头的过程中面团中会放出二氧化碳。随着人类对酵母菌特性的认识不断加深,人类对酵母菌的开发和利用也日趋全面和深入,并开发出以酵母菌为核心技术的新型污水处理新技术,该技术是集污水处理、能源回收等多功能为一体的污水综合处理技术,全方位体现了可持续发展的思想。利用酵母菌处理废水可以追溯到第二次世界大战时期,在德国等一些国家,由于蛋白质大量缺乏,利用石油特别是有机废料如酒精废水、糖蜜废水生产单细胞蛋白SCP的工作受到一定程
43、度的重视,生产也形成了一定的规模。到了20世纪70年代，日本就有人进行了利用酵母菌处理废水的探索性研究。从日本新兴起来的使用酵母菌进行污水处理，比传统的活性污泥法工艺具有一定的特异性，效率是活性污泥法工艺的810倍。到了90年代，日本就成功地实现了酵母菌废水处理技术的工程应用。其一制油厂利用酵母处理高含油废水，对于平均含油量达11900MG/L的废水，除油率可达998。日本西原环境卫生研究所把酵母菌处理定位为高浓度有机废水的前处理技术，提出了酵母菌技术与活性污泥技术组合的独特工艺，该工艺现已成功应用于油脂加工、海产品加工以及制酱等许多食品加工废水的处理工程中。目前，日本已建成了近50套使用该工
44、艺的处理装置，用于处理含油废水、水产品加工废水、发酵工业废水、制酱废水等。此外，通过在反应器中接入功能菌株能增加目标底物的降解，降低其毒性910。同时也可以缩短降解时间，酵母已被成功应用于处理高浓度含油废水以及石油的脱蜡等1113。酵母菌作为废水处理中非常珍贵的菌种资源，它具有良好的耐渗透压、耐酸和代谢效率高等优点，有关数据显示，某些酵母菌能在水的活度值为060070时生存,酵母菌对某些难降解物质及有机毒物具有较强的分解能力。而且它还为含有高氨氮、高硫酸根离子的高浓度有机废水的处理提供了较多的手段和方法。此外，酵母菌的应用越来越广泛，逐渐被利用到更多加工及养殖行业的废水处理中，包括工业乙醇生产
45、、沙拉油制造业、橄榄油加工行业以及养猪场废水的处理1416。但是在国内，利用酵母菌的废水处理技术还不够成熟，尚处于研究阶段，基本停留在生产单细胞蛋白的基础上。从1998年开始国内着手进行有关酵母菌处理技术的研究工作，目前已经从色拉油加工废水、味精废水、油田废水、染料废水等环境中筛选出了一批酵母菌，有关色拉油加工废水、味精废水的酵母菌处理研究已经取得了一定的进展17。8众多工业及废水处理实例证明，酵母菌污水处理系统比驯化后的活性污泥法工艺无论是在反应速率还是污染物去除效率方面都具有很大的优势，所以酵母菌污水处理技术是值得推广的。酵母菌污水处理技术作为一种可持续发展的技术，必将会得到越来越多的应用
46、。此项污水处理技术不仅能大大改善水质，将大部分有机污染物转化成细胞蛋白，而不是CO2，而且与此同时产生的细胞蛋白也是人类所难得的宝贵资源，而不是剩余污泥。同时酵母菌对环境条件的要求相当宽松,其优越性远远超出了传统污水处理工艺。13研究的目的与意义吕文洲等人比较系统地分析了影响酵母菌在色拉油废水处理系统中稳定性的各种因素，发现酵母细胞的疏水性是该高含油废水处理系统选择优势菌的最重要因素，而细胞是否具有乳化作用是影响菌株能否在处理高含油废水中处于优势地位的另一个重要因素，同时，酵母菌的絮凝性、生长速度等因素也可能不同程度地影响着优势菌的选择。一些研究表明，当疏水性物质以水包油的乳化形式在水中存在时
47、,其表面面积增加，微生物可利用性也会上升。乳化剂属于高分子量表面活性剂,通过乳化或增溶作用可促进有机物的溶解或分散,增大有机物与降解菌细胞的接触面积,提高其可利用性,最终导致其生物可降解性的上升。酵母菌株的乳化能力对于其在生物强化体系中的稳定性可能起到重要的作用。因此，利用紫外线对相关酵母菌菌株进行照射，使其诱变以得到疏水性好、乳化能力强、絮凝性好的菌株，此类优势酵母菌能够进一步提高废水中的有机物降解速率以及其去除率，从而能够取得更好的废水处理效果。此类酵母菌株不仅能够有效提高废水中的COD去除率，还能产生能被人类用作资源的细胞蛋白。92材料与方法21实验仪器与试剂211实验仪器1、基本实验仪
48、器烧杯、容量瓶、移液枪、玻璃棒、硬质试管、锥形瓶、量筒、玻璃比色皿、离心管、培养皿等；2、BS224S电子天平；3、PHS3C精密PH计；4、LDZX50KDS立式压力蒸汽灭菌器；5、HZQC空气浴振荡器；5、BSC1500A/B生物安全柜；6、PHILIPS紫外线灯管（30W）；7、7200型可见光分光光度计；8、TBL40B离心机。212主要试剂2、YPD培养基10G蛋白胨、10G牛肉膏、6G酵母膏溶于1000ML水中,PH调节至55，使用前经120灭菌20MIN；3、YPD固体培养基葡萄糖2，蛋白胨2，酵母膏1，琼脂2，蒸馏水配制，自然10PH值，使用前经120灭菌20MIN；3、02M
49、OL/LNAAC溶液称取16047GNAAC放入100ML容量瓶中，加水定容至100ML；4、02MOL/LHAC溶液量取288ML冰乙酸倒入250ML容量瓶中，加水定容至250ML；5、醋酸醋酸钠缓冲液取配好的溶液（3）45ML，溶液（4）205ML于1000ML的容量瓶中，加水定容至1000ML，调节PH为40；6、04MOL/LNAAC溶液称取32094GNAAC放入100ML容量瓶中，加水定容至100ML；7、04MOL/LHAC溶液量取576ML冰乙酸倒入250ML容量瓶中，加水定容至250ML；8、醋酸醋酸钠缓冲液取配好的溶液650ML,溶液（7）200ML于1000ML的容量瓶中，加水定容至1000ML，调节PH为30；9、0001MOL/LCACL2溶液称取0111G无水氯化钙，溶于蒸馏水中，移至1000ML容量瓶中，加水定容至1000ML,调节PH为40；10、三氯甲烷甲醇萃取液各量取50ML的三氯甲烷和甲醇后混合均匀，储存于棕色试剂瓶中；11、09生理盐水称取9GNACL溶于蒸馏水中，移至1000ML容量瓶中，加水定容至1000ML备用；12、正十六烷分析纯AR，实验室购买。22实验方法221酵母菌的培养及筛选从实验室原有的斜面培养基中选出五
