《表1 常见物理、化学、生物诱变技术汇总》

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《微生物细胞工厂的设计构建：从诱变育种到全基因组定制化创制》

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诱变育种（mutation breeding）是在人为条件下，利用物理、化学、生物因素，诱发生物体产生突变，从中选择、培育植物和微生物新品种的方法，长期以来在科学研究和生物产业中得到广泛应用。诱变育种手段通常包括物理诱变、化学诱变和生物诱变[30]（表1）。物理诱变主要采用电离辐射和非电离辐射等物理因素诱发变异；化学诱变主要利用烷化剂、碱基类似物、移码诱变剂、脱氨剂和羟化剂等化学物质诱发变异；生物诱变主要包括噬菌体、质粒、DNA转座子诱变和原生质体融合、DNA改组、基因组重排等能够显著提高基因重组频率的诱变技术。诱变产生的突变随机性大、且在全基因组范围分布稀疏，存在大量的无义突变，因此，采用诱变育种技术获得理想性状的微生物往往花费时间长、工作量大，是一种典型的“以时间（人力）换水平”的策略。尽管如此，由于诱变育种技术采用非理性的手段，理论上不需要任何先验的微生物代谢网络结构及其调控的知识，对于没有基因操作手段的微生物，或者具有非转基因（non-GMO）需求的应用领域（如食品），在20世纪90年代之前一直被作为MCFs开发的最重要的手段，目前也仍然是微生物技术科研和发酵产业最为常用的育种手段之一。一个典型的例子是青霉素菌株的选育，1943年，研究者从霉甜瓜中分离得到一株产黄青霉NRRL-1951，其青霉素产量为60 mg/L，在长达50年的人工选育后，产黄青霉的青霉素产量已经达到70 g/L[31]。