青霉素传奇

（七）青霉素传奇

为了探讨变异的原因，科学家们发展了放射遗传学的研究。而放射遗传学的研究用于生产，又发展了辐射育种技术。青霉素高产菌株的获得，是辐射育种和化学诱变育种的一项突出的成就。

1929年，英国细菌学家弗莱明偶然发现，一种普通的面包霉——青霉菌，能产生一种能杀死细菌的物质，他把这种物质称为青霉素。1941年，英国生物化学家弗洛里和他的同事钱恩，提纯了这种物质。1943年，他们三人在美国将这些发现运用到工业生产上，生产青霉素。因此，他们分享了1945年诺贝尔医学与生理学奖。目前工业上使用的青霉素产生菌，最初就是1943年在美国北方发霉的甜瓜上分离出来的。当时生产效率很低，每一毫升培养液中只有30～40U；要从40kg左右的培养液中，才能提取出一支100万U的青霉素。以后，生产菌株经过人工选择，加上发展了深层发酵技术，每一毫升培养液能产生250U的青霉素。即使如此，生产效率仍很低，要四五公斤培养液才能提取出一支青霉素，而且，再想依靠人工选择的方法提高菌株生产水平，就没有什么效果了。这时，一位摩尔根学派的细胞遗传学家，用X射线照射青霉素产生菌，使其细胞内指令产生青霉素的遗传信息发生变化，然后选择那些发生了有利于提高青霉素生产产量的菌株出来。1944年，他得到了一株每毫升培养液生产500U青霉素的菌株，产率提高了一倍。以后，他又对这株菌用紫外线照射，一年后得到了有名的品系Q-176。其每毫升培养液可得900U，如果条件优良，可得2000U。以后，随着工业的发展，对青霉素生产提出了更高的要求，希望在培养液中不分泌黄色素。科学家们用紫外线照射Q-176后，在1947年得到了完全没有黄色素的产生菌，可惜产量比Q-176低25%。后来经过人工选择，这株产生菌达到Q-176的生产能力。科学家们继续用一种化学药剂—氮芥子气处理这株产生菌，由此得到高产菌株，每毫升培养液能够提取3000U的青霉素。前苏联的一位摩尔根学派的细胞遗传学家，用这种菌株与前苏联的一个菌种杂交后，再用紫外线处理，得到杂交种，每毫升培养液可得5000U青霉素。目前，通过各国工程技术人员的努力，每毫升培养液可提取青霉素达4万U。从250到4万U，在不增加设备、人力和原材料的情况下，生产效率提高了160倍以上，这是多么了不起的成就啊！

不仅是青霉素，而且卡那霉素、庆大霉素、链霉素、四环素及几乎一切用发酵法生产的抗生素的生产效率的提高，都走过了类似青霉素的历程。一般从土壤中获得的天然抗生素产生菌，生产效率都很低，在经过X射线、γ射线、β射线、快中子、紫外线以及激光等强烈物理因素和氮芥子气、亚硝酸、亚硝基胍等强烈化学因素处理后，使指令产生抗生素的遗传信息发生变化，从而获得高产菌株，成倍地提高生产效率。

在农业生产上，也广泛使用辐射育种技术培育新品种。用γ射线处理籼稻种子，选出了早熟15天的新品种。用γ射线处理经济作物，获得了抗倒伏的小麦、大麦、蔬菜新品种和早熟高产的油菜新品种，以及果树、蔬菜、花卉的新品种。科学家们还利用X射线将携有抗锈病遗传信息的山羊草的染色体击断，转移到小麦相对的染色体上去，培育出了小麦的抗病品种。