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摘 要

本文介绍了谷胱甘肽的组成、用途以及生产情况。同时阐述了氮离子束注入诱变技术。然后以实验室培养的生长状况良好的酵母菌作为生产谷胱甘肽的原材料，用低能氮离子束对其进行诱变，再进行酵母菌的培养，分析酵母菌的存活率、酵母菌正突变率、谷胱甘肽的产量以及对比诱变与未诱变的酵母菌生长状况，得到存活率高，正突变率高、谷胱甘肽产量高的酵母菌。实验结果表明，低能氮离子束能够有效地诱变酵母菌，使其成为高产的谷胱甘肽，且在能量为10kev大小的离子束诱变酵母菌的最佳注入剂量2000×10¹⁴ N /cm²。

关键词：谷胱甘肽 酵母菌 离子注入 诱变选育

Breeding of High Yield Glutathione Yeast by Ion Beam Mutatio

Abstract

This thesis introduced the composition, function and production profiles of glutathione. At the same time, the technology of nitrogen ion beam implantation was introduced. And then the yeast culture of good growth of yeast as a raw material for the production of glutathione, with low-energy nitrogen ion beam to its mutagenesis, and then yeast cultivation, analysis of yeast viability, glutathione Of the yield and the positive mutation rate of yeast.as well as the comparison of mutagenic and non-mutagenic yeast growth status, get high survival rate, high positive mutation rate and high yield of glutathione yeast. The results showed that the low energy nitrogen ion beam could effectively induce the yeast to make it high yield glutathione, and the optimal dose of ion beam at the energy of 10kev to mutate yeast was 2000*1014 N /cm²

Keywords: Glutathione; Yeast; Ion Implantation ; Mutagenic breeding

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 谷胱甘肽的概述 1

1.2 离子束注入诱变 1

1.3 酵母的概述 3

1.4 研究内容及研究意义 3

1.4.1研究内容 3

1.4.2研究意义 4

第二章 实验材料与方法 5

2.1材料 5

2.1.1微生物材料 5

2.1.2 主要仪器 5

2.1.3 主要试剂 6

2.1.4培养基和培养条件 6

2.2 实验方法 7

2.2.1 菌种活化与菌种培养 7

2.2.2 离子束注入诱变 7

2.2.3 高效液相色谱检测GSH 含量 9

第三章 实验结果与讨论 12

3.1 酵母菌生长曲线的绘制 12

3.2 离子束注入结果 13

3.2.1 GSH含量的检测 13

3.2.2 酵母菌存活率与酵母菌正突变率的计算 15

3.2.3稳定性遗传研究 17

第四章 结论与展望 18

4.1 实验结论 18

4.2实验展望 18

参考文献 19

致 谢 21

第一章 文献综述

1.1 谷胱甘肽的概述

谷胱甘肽为GSH，其结构分子式为C₁₀H₁₇N₃O₆S，谷胱甘肽是由肽键缩合而得到的，其缩合的酸包括甘氨酸、半胱氨酸以及谷氨酸^[1]。谷胱甘肽的结构如图-1所示

谷胱甘肽主要以还原型（GSH）和氧化型（GSSG）的形式广泛存在于各种生物体中，在生物体内有着重要的作用^[2-3]。谷胱甘肽被称为“抗氧化之王”^[4]，谷胱甘肽的还原型占据主要活性成分。细胞膜中含巯基的蛋白质和酶在还原型谷胱甘肽的保护下可以免于被破坏，与此同时谷胱甘肽还可防止人体一些重要的器官的损害^[5]。除此之外，谷胱甘肽还可以能够增强人体免疫力，对于老年人具有相当的保健功效^[6]。

在医疗方面谷胱甘肽也有着非凡的作用^[7]。研究发现可以利用谷胱甘肽的巯基来治疗一些特殊毒素的中毒患者，具有相当的疗效。谷胱甘肽还可以用在多种疾病的治疗上，既可以作为治疗药物又能作为辅助治疗的药物^[8]。

除医药领域之外，谷胱甘肽也能够应用在其他方面，例如在食品加工方面谷胱甘肽就可作为多种食品的添加剂。随着我们对谷胱甘肽的不断了解，相信在不久的将来我们必将能够实现对谷胱甘肽的深度研究及利用。

1.2 离子束注入诱变

离子注入诱变技术是刚刚兴起的一项诱变技术，主要内容是利用加速的等离子体，轰击酿酒酵母，促使酿酒酵母的DNA基因片段发生突变^[10]。这便是人们常说的离子束生物技术。经过多年发展离子束诱变技术已成为定向遗传育种的一种可靠的新途径。

离子注入诱变技术是利用加速的电离气体(等离子体)轰击目标生物材料（本次实验为酵母菌），使其产生基因突变^[11-13]。低能离子束与生物的之间通常情况下还会伴随着强烈的生物学效应^[14]，从而使生物体发生多种突变，而这些突变又是正常情况下自然界难以发生的。大量突变结束后，便能从中选出符合我们需求的变异种类，并在适当的条件下培养。

离子束注入生物体发生能量沉积，动量传递，质量沉积核电荷交换这四个过程^[15-17]。整个过程需要时间极短，且同时发生，因此很难单独得出每个过程的作用。

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