(重点)工业微生物菌种改造的新方法———优势小基因组生产菌的构建
发酵工程 第二章 发酵工业微生物菌种制备原理和技术讲解
种类：分属于子囊菌纲、担子菌纲及半知菌 类，目前已知的酵母菌有56属，大约500多种， 与其他类群比，种类要少得多。
分布：酵母菌主要分布在含糖质较高的偏酸 性环境，诸如果品、蔬菜、花蜜和植物叶子上， 特别是葡萄园和果园的土壤中，因而称为糖菌 （Sugar fungus）。
裂殖酵母
5. 担子菌——蘑菇（mushroom）
6. 藻类
许多国家已把藻类作为人类保健食品和饲料。 螺旋藻
可通过藻类将CO2转变为石油；国外还有从“藻 类农场”获得氢能的报道。
三、工业微生物的来源
根据资料直接向有关科研单位、高等院校、工 厂或菌种保藏部门索取或购买 从发酵制品中分离目的菌株 自然界中分离筛选新的微生物菌种 菌种选育：自然选育、人工诱变、原生质体融 合、基因工程改造
第一节 发酵工业常用的微生物菌种
我们的周围存在着多种多 样的微生物，它们和我们 的生活密切相关。
目前已知微生物约有10万种，分布在以下各界中：
原核生物界：例如细菌、蓝藻 真菌界：例如酵母菌 原生生物界：例如草履虫、变形虫 病毒：例如艾滋病毒、脊髓灰质炎病毒
发酵工业对菌种的要求
能在廉价培养基上迅速生长，目的代谢产物产量高 培养条件易于控制 生长速度和反应速度快，发酵周期短 满足代谢控制的要求 抗噬菌体和杂菌的能力强 遗传性状稳定，菌种不易变异退化 发酵过程产生泡沫少 对前体物质有耐受能力，不作为碳源利用 不是病原菌，不产生有害的生物活性物质
如何在后续的操作中使这种可能性实现？
从自然界中分离培养微生物是菌种选育的重要 和基础的步骤。
到目前为止，还没有一种分离培养方法能揭示 一个试样中所包含的所有微生物总数和种类。
在任一试样中所存在的微生物仅为极少数特定种 类的菌株；在工业微生物筛选过程中，应及时调 整检测方法，以与各种不同类型的生长和代谢之 微生物相适应。
基因工程菌构建的方法和步骤
基因工程菌构建的方法和步骤哎呀，这可是个大话题啊！基因工程菌构建的方法和步骤，听起来就让人觉得高深莫测。
不过别担心，我这个话痨会尽量用简单易懂的语言来解释清楚的。
咱们就从头开始吧，一步一步地往前走。
我们得知道什么是基因工程菌。
简单来说，就是把一种生物体的基因提取出来，然后放到另一种生物体里，让它变得更强大、更有用。
这样一来，我们就可以生产出更多的药物、食物和其他有用的东西了。
那么，怎么才能构建出一个好的基因工程菌呢？这可是个技术活儿，需要掌握一些基本的方法和步骤。
咱们先来看看第一步：提取基因。
提取基因可不是一件容易的事情。
我们需要从一种生物体中提取出它的DNA,然后把它转移到另一种生物体里。
这个过程叫做转化。
转化的关键在于找到正确的方法和条件，让DNA能够成功地转移到目标生物体里。
这可是个技术活儿，需要耐心和细心。
好了，现在我们已经成功地把基因提取出来了。
接下来就是第二步：构建基因表达载体。
构建基因表达载体就是为了把基因放到目标生物体里去。
这个过程叫做克隆。
克隆的关键在于找到正确的方法和条件，让基因能够成功地转移到目标生物体里并且正确地表达出来。
这可是个技术活儿，需要耐心和细心。
好了，现在我们已经成功地把基因表达载体构建好了。
接下来就是第三步：转化目标生物体。
转化目标生物体就是为了把基因表达载体放到目标生物体里去。
这个过程叫做转化。
转化的关键在于找到正确的方法和条件，让基因表达载体能够成功地转移到目标生物体里并且正确地表达出来。
这可是个技术活儿，需要耐心和细心。
好了，现在我们已经成功地把基因表达载体转化到目标生物体里去了。
接下来就是第四步：筛选阳性细胞株。
筛选阳性细胞株就是为了选出那些能够成功表达出我们的基因表达载体的细胞株。
这个过程叫做筛选。
筛选的关键在于找到正确的方法和条件，让阳性细胞株能够被成功地筛选出来。
这可是个技术活儿，需要耐心和细心。
好了，现在我们已经成功地选出了阳性细胞株。
接下来就是第五步：扩大培养规模。
国内高校中微生物学研究方向综述
国内高校中微生物学研究方向综述高校中微生物学的主要研究方向有：资源与应用微生物学病原微生物学微生物发酵与代谢工程生物防治微生物学环境微生物学真菌学药物微生物学微生物分子遗传与功能基因组学海洋微生物学1.资源与应用微生物学微生物资源是地球上三大生物资源之一，微生物资源开发与利用具有重要的意义。
许多高校已经把它作为一个独立的研究方向，并且也形成了各自的研究特色。
中科院微生物所，有微生物资源前期开发国家重点实验室，主要研究方向为微生物资源收集、微生物分类和功能评估、极端环境微生物。
该所有中国科学院院士5名，拥有一支具有国际竞争力的研究队伍，仪器装备达到了国际先进水平。
该所的微生物菌种保藏中心所保藏的菌种数量在国内首屈一指，真菌标本馆的标本数量则为亚洲之最。
云南大学，有教育部微生物资源研究开发重点实验室，主要研究领域有：放线菌生物学,微生物资源学,菌根生物学, 极端环境微生物学,其中放线菌方面研究处于全国先列，重点开展极端（重点是高温、高盐碱）环境或各种特殊环境(植物内生或海洋)下的放线菌资源收集、保存及分类学、系统学、生态学、生物地理学及其应用价值评估（活性筛选、代谢产物化学及酶学等）研究。
广西大学，有广西亚热带生物资源保护利用重点实验室，主要研究方向是，利用广西省丰富的微生物资源发掘、鉴定和克隆具有特殊用途微生物的功能基因，并对重要功能基因进行改造和利用；发现、分离和克隆农作物抗病虫功能基因、构建抗病虫作物新种质。
中国农业大学，有农业部农业微生物资源及其应用重点实验室，主要研究领域有微生物分类及系统发育、微生物生理及遗传学、发酵工程、药用及食用真菌、环境微生物学、分子病毒学和分子免疫学等，微生物学专业师资力量雄厚，有中国科学院院士李季伦教授等多名著名教授。
四川大学，微生物学为省级重点学科，拥有资源微生物及微生物生物技术四川省重点实验室，主要研究方向：资源微生物，天然产物，生态环境保护。
西北农林科技大学，拥有西北农林科技大学微生物研究中心，主要研究方向之一微生物资源多样性及利用研究，包括极端环境条件微生物的菌种资源、基因资源及多样性研究；根瘤菌为主的固氮微生物多样性及利用。
工业微生物育种
工业微生物育种摘要：本文综述了工业微生物遗传育种的历史地位，介绍了遗传育种的方法和机理，并对其前景进行了展望。
关键词：工业微生物；遗传育种；方法；机理工业微生物育种也就是菌种改良，是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造，去除不良性质，增加有益新性状，以提高产品的产量和质量的一种育种方法[1]，使我们获得所需要的高产、优质和低耗的菌种，其目的是改良菌种的特性，使其符合工业生产的要求。
当前菌种选育的基本内容是根据菌种自然变异而进行的自然选育，以及用人工方法引起菌种变异，再按照工业生产的要求进行筛选来获得新的变种。
工业微生物遗传育种的主要方法有经典的自然选育和诱变育种技术，使菌种发生突变，存优去劣，这是目前普遍采用的方法，容易施行，易见成效；另一条途径是研究目的物的基因结构及基因调控、表达的方式，进行基因重组、转殖，使之高效表达。
工业微生物菌种的选育，不仅可提高目的物的产量，使目的物产量上百上千倍的提高，大大降低生产成本，提高经济效益，而且通过微生物菌种的选育，可简化工艺，减少副产品，提高产品质量，改变有效成分组成，甚至获得活性更高的新成分[2]。
本文主要从工业微生物遗传育种的历史地位、方法与技术、理论机理和发展前景综述了工业微生物育种的研究进展。
1 历史地位工业微生物菌种选育在发酵工业历史有着重要的地位，是决定发酵产品能否具有工业化价值及发酵过程成败与否的关键。
菌种选育技术的广泛应用为我们提供了各种类型的突变菌株，使得在食品工业、医药、农业、环境保护、化工能源、矿产开发等领域产生众多新的产品，促使传统产业的技术改造和新型产业的产生，同时使诸如抗生素、有机酸、维生素、色素、生物碱、激素以及其它生物活性物质等产品的产量成倍甚至成千万倍地增长，并且产品的质量也不断的提高。
如青霉素是于1929 年英国Flemirlg 发现的，当时的利用表面培养只能获得1~2U/ml 青霉素，经过数十载的诱变育种使其产量提高到目前的90000U/ml，以及由最初的纯度20%和得率35%提高到纯度99.9%和得率90%[3]，与此同时链霉素、土霉素、金霉素和氯霉素等抗生素也大规模的生产起来；在代谢控制育种的推动下使得产氨基酸、核苷酸、有机酸等次生代谢产物的高产菌株大批投入生产；由基因工程构建的工程菌株使得微生物次生代谢产物生产能力迅速提高，而且生产出微生物本生不能生产的外源蛋白质，如胰岛素、生长激素、单克隆抗体和细胞因子等等。
5种微生物菌种改良的方法和步骤
5种微生物菌种改良的方法和步骤下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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生物工程菌株的构建和应用
生物工程菌株的构建和应用生物工程是一门基于生物学的学科，是利用细胞、分子和生物大分子等基本理论和技术对生物体进行“改造”的一门学科。
在生物工程领域中，用于“改造”的生物体多为微生物，其中最常见的便是细菌。
通过对细菌进行基因改造，构建具有新功能的菌株，这些新功能包括生产工业用化学品、药品、生物染料等等，而细菌的这些新功能则被广泛应用于各种领域，例如工业、医疗、环境等。
生物工程菌株的构建技术构建新型细菌菌株，主要运用基因工程技术。
基因工程技术指用生物、化学、物理等手段对生物的基因进行改变和调控，达到期望的生物学特性。
基因工程技术主要包括基因克隆和基因转移两部分，前者是将目标基因从一个物种克隆到另一个物种中，后者则是将克隆的基因转移至细胞内部，指定位置进行表达。
在构建细菌菌株的过程中，基因转移技术显得尤为重要。
基因转移技术主要有三种：原核细胞转化、电穿孔转化和生物粒子枪转化。
其中，较为简单的方法为原核细胞转化法，即通过向培养的细菌菌液中添加质粒，尝试使细菌摄取质粒，实现质粒基因的传递。
目前新技术的发展，取代了质粒转化，而采用CRISPR/Cas13控制单细胞基因组照合与快速筛选等技术，大大简化了构建菌株的流程。
生物工程菌株在药物生产中的应用生物工程菌株广泛应用于药物工业，在药品的生产制造、经济效益、特性以及生产制造质量等方面都具有重要的作用。
以拜瑞芬为例，通过生物工程，菌株可以产生龙舌兰_AGly_DYRLAG®等化合物，而这种化合物在体内具有消炎和镇痛作用。
此外，现代生物技术也被广泛应用于制造人类重要产品，例如胰岛素、白蛋白等物质的生产制造。
这些材料对医药业有着重要的作用，在医学环境下，我们可以利用这些组织和制品为患者提供轻松，快捷的治疗方式。
生物工程菌株在环境治理中的应用生物工程菌株应用于环境治理具有很大的优势。
例如，通过对细菌进行基因改造，可以制造一种功能强大的生物污水处理装置。
这种处理设备能够高效地净化污水，使之变得无害化。
工业化生产菌株的筛选与改良
工业化生产菌株的筛选与改良随着人口增长、城市化进程加速以及人们对食品、医药安全要求的日益提高，菌株的工业化生产已成为时下的一个热门话题。
为了获得高产、高品质的菌株，科学家们通过筛选和改良来不断提升生产效率和产品质量。
本文将从菌株筛选和改造方面分析工业化生产菌株的现状及未来发展趋势。
一、菌株筛选菌株是指同一种微生物生物体的后代。
微生物对人类社会的发展起着至关重要的作用，广泛应用于农业、食品加工、医药、环保等领域。
因此，在挑选菌株时，需要考虑其产量、育种速度、生长环境适应性、能量利用率等一系列因素。
在纯净培养环境下，微生物单菌株可用来制定出离子平均分布的菌体等。
菌株选择不仅需要注意生长速度和产量，还要考虑菌株的适应性和实验条件。
现在，许多菌株制造和筛选的方法得到了改进，包括手动筛选、计算机辅助设计和系统生物学。
二、菌株改造菌株的改造方式有多种：基因突变、DNA重组技术、化学改良等。
菌株的改造是为了提高其产量和生成新的代谢产物，以最好地适应人类的需求。
为了符合人们的生活需求和质量标准，科学家们进行了大量的菌株改造，这一过程也叫做代谢工程。
代谢工程的目的是产生更多的化学品和提高细胞的生产能力。
如下图所示：在过去的年代里，代谢工程主要是通过基因突变实现的。
但现在，基因重组技术的发展和不同细胞行为的理解使得工程师能够更加准确地建立新的代谢途径，从而大规模生产前体化合物和最终化合物。
非真核真菌（产生青霉素和链霉素等抗生素的微生物）是代谢工程的首选种类，并且随着高通量筛选方法和DNA合成技术的发展，代谢工程将越来越便捷和高效。
三、未来趋势未来在传统领域的创新将不断推进，尤其是在医药、粮食和制药这三个领域。
国内外学者将继续加深对菌株筛选和代谢工程的研究，依靠神经网络、深度学习等技术提高工作效率和减少资源消耗，以期让它们更好地服务于人类。
据有关机构的预测，到2035年全球生物技术市场将达到1万亿美元，其中代谢工程在产业链中的地位将显得越来越重要。
菌种构建的过程
菌种构建是一个涉及遗传工程和分子生物学技术的过程，旨在通过直接改变微生物的遗传物质来赋予或增强特定的生物学特性。
这一过程广泛应用于发酵工业、生物制药、环境治理、农业等领域。
以下是菌种构建的一般步骤：1. 目标基因的克隆与合成：- 首先需要确定所需赋予微生物的特性，比如抗性、特定代谢能力等，然后找到或合成相应的基因。
- 可以通过基因克隆技术从基因库中获取，或通过化学合成方法合成目标基因。
2. 基因表达载体的构建：- 将目标基因插入到表达载体中，这个载体通常是一个质粒或人工染色体，它能在宿主细胞中复制和表达目标基因。
- 表达载体设计时需考虑启动子、终止子、调控元件等因素，以确保基因的高效表达。
3. 转化：- 将构建好的表达载体转化到目标微生物中。
转化方法包括钙离子处理、电转化、脂质体介导转化等。
- 转化效率通过蓝白筛选等方法进行初步鉴定。
4. 转化子的筛选与验证：- 通过抗生素抗性或其他选择性标记来筛选成功转化的菌株。
- 通过PCR、DNA测序等分子生物学方法验证目标基因是否成功插入和表达。
5. 遗传稳定性分析：- 评估转化子在宿主细胞中的遗传稳定性，确保基因能够稳定传递给后代。
6. 生物特性评估：- 通过发酵试验、生物活性测试等方法，评估转化子是否获得了预期的生物学特性。
7. 优化与改良：- 根据评估结果对菌种进行进一步的优化和改良，可能涉及菌株的生理、代谢和生长条件的调整。
8. 大规模培养与应用：- 最终确定后，将菌种用于大规模生产或应用。
在整个菌种构建过程中，需要遵守相关的生物安全法规和指导原则，确保操作的安全性和环境的可持续性。
同时，科研人员和工程师还需要不断学习最新的科研进展和技术创新，以提高菌种构建的效率和成功率。
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株是保留 有 菌 株 特 殊 功 能 基 因 簇 的 最 小 基 因 组 菌 株 。 基因组减少可 以 改 善 代 谢 效 率， 减少代谢调节 网络中的冗余， 获得高效的电转化率， 准确的复制重 组基因和稳定的质 粒 复 制， 基因组越小生长速度越 快等， 可提高菌 株 的 预 测 性 和 可 控 性 。 优 势 小 基 因 组菌株可以提高目 标 产 物 的 合 成 量 和 含 量， 尽可能 的消除副产物， 提高菌株的生长繁殖速率， 降低原料 消耗， 缩短生产周期
传统 的 工 业 微 生 物 菌 种 改 造 是 通 过 随 机 诱 变 （ 物理或化学因素） ， 推 理 选 育 而 实 现。 其 操 作 靶 点 且需要大量的筛选工作， 才能得到优良 目标不明确 、 的菌株
［1］
1
构建优势小基因组工业生产菌的必 要性和可行性
最小基因组是指在最适宜条件下维持细胞生长 繁殖所必需的最小 数 目 的 基 因
［8 － 11］
分析基因组岛和复制原点 菌株的必需基因 、
采用 生 物 信 息 学 的 方 法 确 立 删 除 对 象， 首先进 行必需基因分析：使 用 生 物 信 息 学 必 需 基 因 在 线 数 据 库 （ Database of Essential Genes ， DEG ， http ： / / tubic． tju． edu． cn / deg / ） ， 用所研究菌株的全基因组 碱基序列和数据库中同类菌株的必需基因数据进行 相似性在 50% 以 上 的 可 能 为 必 需 基 因 （ 可 以 比对， 结合实际的敲除结果， 修正相似性百分量进行比对， 相似性较高 的 为 必 需 基 因 ） ， 在基因组的大片段敲 除过程中需要避开这些基因 。 此在线数据库为张春 霆院士率领的天津大学生物信息研究中心所建 。 其 次， 进行基因组岛分析：使用生物信息学基因组岛在 线分 析 软 件 （ http ： / / tubic． tju． edu． cn / GC-Profile / ） 对所研究菌株的全 基 因 组 碱 基 序 列 进 行 分 析， 分析 将 全 基 因 组 分 成 n + 1 个 片 段， 这 得到 n 个分割点， n + 1 个片段的 G + C 百分含量与全基因组 G + C 百 分含量比较， 差距较大者可能是基因组岛， 可能为外 来的（ 水平 转 移 获 得 的 ） 基 因， 可 以 删 除 。 最 后， 进 行复制原点分析：使 用 生 物 信 息 学 中 的 复 制 原 点 在 线分析软件 （ http ： / / tubic． tju． edu． cn / Ori-Finder / ） ， 对所研究菌株的全 基 因 组 碱 基 序 列 进 行 分 析， 可发 现 oriC 的 位 置， 可 确 定 其 大 小， 复制原点侧翼基因 在选定删除片段的时候， 利用生物 需要保留 。 总之， 信息学的方法进 行 预 测， 但 是， 在 实 际 操 作 中， 还要 结合实际情况进行修正 。 2. 2. 2 通过确立 核 心 编 码 区， 确 定 必 需 基 因：选 择
［3 － 5］
， 使工业微生物菌种改造又向前
推进了一大步 。 随着 基 因 组 测 序 技 术 的 不 断 进 步， 基因组工程 亦应运 而 生 。 基 因 组 工 程 （ genome engineering ） 是 指为了实现某一目 标 对 复 制 系 统 进 行 有 意 地 、 广泛 地遗传修饰 。 本文所介绍的 “工业微生物菌种改造 — — 优势小基因组生产菌的构建 ”就是基 的新方法 — 于基因组的数据， 对工业菌种进行基因组层面的遗 传改造 。
［7］
亲缘关系较远的同 属 菌 株 全 基 因 组 序 列， 确定一个 基因组的 backbone ， 即 保 守 核 心 编 码 区。 由 于 所 选 取菌株为同属但亲 缘 关 系 较 远， 保守核心编码区在 进化过程中能够保存下来应该是菌体生长和基础代 谢所必需的 。 核心编码区包含的基因被认为是必需 保守区之外的 基 因 则 可 能 是 和 次 级 代 谢 相 关 基因， 的具有菌种特异性的非必需基因 。 Mamoru Komatsu
胞杆菌 、 谷氨酸棒 杆 菌 、 粟 酒 裂 殖 酵 母、 酿酒酵母等 一些微生物已经完 成 基 因 组 的 初 步 精 简， 删除范围 获得的突变株出现了一些新 从 4% － 29. 7% 不 等， 的特性 3. 1
［19 － 26］
2. 2. 3
模拟确立必需基因：采 用 被 精 简 微 生 物 的 基 因 组 数 据， 利用 NCBI 数据库， 可建立基因与蛋白之间的对 应关系， 将基因间的 逻 辑 关 系 对 应 于 相 应 酶 的 催 化 反应上 。 从而， 可构建出初始代谢网络；将该网络转 对模型进行分析 、 模拟 、 验证和填补， 得 化成数学式， 到定量的 、 具有高精 度 预 测 能 力 的 全 基 因 组 水 平 代 谢网络模型 。 进一步建立调控网络和信号网络 。 采 用 流 平 衡 分 析 （ FBA ） 、代 谢 调 节 最 小 化 分 析 （ MOMA ） 、 调节的 开 关 最 小 化 （ ROOM ） 以 及 含 有 二 次线性规划的动态流平衡 （ DFBA-LQR ） 等网络分析 方法， 结合已知必需基因信息， 对被精简微生物进行 确立必需基因 计算机模拟的基因组精简， 2. 3
小型综述
— — 优势小基因组生产菌的构建 工业微生物菌种改造的新方法 —
王媛媛 ， 郭文斌 ， 宋存江
*
南开大学分子微生物学与技术教育部重点实验室， 天津
300071
摘要：本文介绍了构建优势小基因组生产菌株的必要性和可行性 ；介绍了优势小基因组工业微生物的构建原 还介绍了几个目前已成功应用的通过基因组精简提高生产效率的例证 ；最后， 结合作者的研 理和方法；同时， 究对优势小基因组生产菌的应用进行了展望 。 关键词 ： 菌种献标识码 ： A 6209 （ 2012 ） 03028609 文章编号 ：0001-
， 越来越多的生 物 被 纳 入 基 因 组 测 序 完 成 的
GOLD （ Genomes 名单 。 截 至 到 2011 年 7 月 1 日， OnLine Database ） 公 开 报 道： 已 完 成 6891 株 综 合 微 生物 全 基 因 组 （ Integrated Microbial Genomes ） 的 测
。
最小基因组和优势小基因组菌株的构建也就是 在认识目标菌株遗 传 信 息 的 基 础 之 上， 根据具体的 研究目的对于菌株基因组的精简 。 众所 周 知， 利用基因工程和代谢工程技术所获 得的工业微生物菌 株， 比传统育种方式能够获得更 具优势性状的菌种， 极大地推动了微生物产业的发
“973 项目 ” — — — 国家重点基础研究发展计划（ 2012CB725204 ） ；国家自然科学基金（ 31070039 ， 31170030 ， 51073081 ） 基金项目：国家
*
2223503866 ； E-mail ： songcj@ nankai． edu． cn 通信作者 。 Tel / Fax ： + 86 -
作者简介 ： 王媛媛（ 1986 － ） ， 女， 河北献县人， 博士研究生， 主要从事微生物合成方面的研究 。 E-mail ： wyy2589 @ 163． com 10 11 ； 修回日期 ：2012 0114 收稿日期 ：2011 -
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Yuanyuan Wang et al． / Acta Microbiologica Sinica （ 2012 ） 52 （ 3 ）
使用该方法， 确立了 Streptomyces avermitilis 的必需基 因
［12］
就能维持生殖道支原体生存
［18］
。 大肠杆菌 、 枯草芽
。 借助基因组水平代谢网络重构， 采用计算机
［6］
121 株 真 核 微 生 物 、 107 株 古 序， 包括 2780 株 细 菌 、 2697 株病毒和 1186 个质粒 。 菌、 2. 2 必需基因的确立和删除对象的确立 必需基因指能支持一个完整的生物体存活所必 RNA 处 理 和 修 需的基因， 包 括 编 码 与 DNA 复 制 、 饰、 解 码 遗 传 密 码 的 tRNA 、 翻译组分和分子伴侣等 蛋白的基因 。 目前必需基因确立的方法主要包括有 3 种。 2. 2. 1 采用生物信息学 、 比较基因组学的方法预测
— — 优势小基因组生产菌的构建 ． / 微生物学报（ 2012 ） 52 （ 3 ） 王媛媛等： 工业微生物菌种改造的新方法 —
287
展 。 然而， 在发酵产业依然广泛存在有： ① 发酵过 程有副产物 、 ② 底物转化率不高（ 非目的代谢过程 消耗过多的能量） 、 ③ 生长周期长（ 菌体生长繁殖速 度慢） 和 ④ 菌株不稳定（ 基因组中可转位元件的存 在） 等亟 待 解 决 的 问 题， 也 是 不 争 的 事 实。 优 势 小 基因组菌株恰恰能够克服上述缺点 。 本文所介绍的 基因组精简的例证， 足以证明优势小基因组菌株构 建是可行的 。 “微 生 物 基 因 组 是 微 生 物 在 自 然 界 经 有人说， 它 本 身 就 是 一 个‘非 常 过了长期的 进 化 所 形 成 的， 精简 ’ 了 的 基 因 组 。 采 用 外 力 干 预 基 因 组 的 组 成， ！ 诚 然， 未必就能 获 得 理 想 的 结 果 ” 野生菌株在自 然界， 为了适应千变万化的自然生存条件， 为了抵御 同类生物的生存竞争以及自然界存在的生物种群之 进化形成了现有野生菌的基 间的基因水平转移 等， 因组 。 这是不 争 的 事 实 。 但 是， 人类利用微生物进 行生产实践和科学研究的条件是已知的， 是可控的， 与微生物在自然界 的 生 存 竞 争 条 件 相 比， 是极其不 一样的 。 因此， 野生 菌 株 基 因 组 中 的 某 些 片 断 是 可 微生 物 基 因 组 也 是 可 以 精 简 的 。 这 样 经 以删除的， 过基因组精简所构建的优势小基因组微生物可控性 更强， 可预测性 也 会 更 高 。 一 些 成 功 的 案 例 已 经 证 明精简的小基因组微生物繁殖速度更快