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Causas de la disminución de la cepa microbiana
Creado 2024.05.05
Introducción del producto:
Los microorganismos están inevitablemente sujetos a ciertas variaciones genéticas debido a la exposición prolongada a influencias externas. Es la existencia de estas variaciones la que permite que la evolución biológica progrese. Sin embargo, debido a la presencia de mutaciones, las cepas pueden experimentar un deterioro de excelentes características de producción, pérdida de marcadores genéticos y cambios en características típicas durante el proceso de cultivo o preservación, un fenómeno conocido como declive de la cepa. Por ejemplo, debido al declive de la cepa, Bacillus thuringiensis puede producir esporas más pequeñas y cristales parasporales en la nueva generación de cuerpos bacterianos; la pérdida del antígeno flagelar en cepas preservadas de Salmonella conduce a la no coagulación del suero polivalente H, etc.
La causa fundamental de la disminución de la cepa es la mutación negativa de los genes relacionados. Si el gen que controla el rendimiento sufre una mutación negativa, se manifiesta como una disminución en el rendimiento; si el gen que controla la producción de esporas sufre una mutación negativa, la capacidad de producir esporas disminuye. Las mutaciones espontáneas ocurren durante el proceso de subcultivo y propagación de la cepa. Aunque la probabilidad de mutaciones espontáneas es muy baja (generalmente de 10^-10 a 10^-6), especialmente para un gen específico, la frecuencia de mutación es aún más baja. Sin embargo, debido a la alta capacidad metabólica y reproductiva de los microorganismos, a medida que aumenta el número de generaciones, el número de células en declive seguirá aumentando, convirtiéndose gradualmente en dominante en términos de cantidad y eventualmente convirtiéndose en una cepa en declive.
Además, hay varias otras razones para la disminución de la tensión.
- El retraso fenotípico también puede causar una disminución en la tensión. Por ejemplo, durante el proceso de cría por mutagénesis, a menudo se encuentra que el rendimiento de una determinada cepa es mayor en la selección inicial, pero disminuye durante la selección secundaria.
- La pérdida de plásmidos que conduce a la disminución de la cepa es más común en la producción de antibióticos, ya que la síntesis de muchos antibióticos está controlada por plásmidos. Cuando las células bacterianas, debido a mutaciones espontáneas o condiciones externas (como alta temperatura), hacen que el plásmido que controla el rendimiento se desprenda o la replicación del ADN nuclear y el plásmido sea inconsistente, es decir, la tasa de replicación del ADN supera a la del plásmido, después de varias generaciones, algunas células ya no tendrán el plásmido que juega un papel decisivo en el rendimiento. A medida que el número de estas células aumenta continuamente y se vuelve dominante, la cepa muestra signos de deterioro.
- La subcultura continua es una razón importante que acelera la disminución de la cepa. Por un lado, cuanto más se realiza la subcultura, mayor es la probabilidad de mutaciones espontáneas (especialmente mutaciones negativas); por otro lado, cuanto más se realiza la subcultura, más rápido aumenta el número de células individuales en declive en la población y se vuelven dominantes, lo que provoca la disminución del fenotipo de la población.
- Las condiciones desfavorables de cultivo y conservación son otra razón importante para acelerar la disminución de la cepa. Condiciones de cultivo deficientes como la composición de nutrientes, temperatura, humedad, valor de pH, volumen de aireación, etc., y condiciones de conservación como la nutrición, contenido de agua, temperatura, oxígeno, etc., no solo pueden inducir la aparición de células en declive, sino también promover la proliferación rápida de células en declive, superando significativamente el número de células normales en cantidad, lo que lleva a la disminución de la cepa.
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