Селекция микроорганизмов
Микроорганизмы интенсивно используются в самых разнообразных технологических процессах. Продукты жизнедеятельности прокариот и одноклеточных эукариот с каждым годом все более широко применяют в разных отраслях народного хозяйства, где используется ферментативная деятельность этих организмов (в основном грибов и бактерий): в хлебопечении, пивоварении, виноделии, и приготовлении многих молочных продуктов.
В связи с этим развивается промышленная микробиология. Осуществляется интенсивная селекция новых штаммов микроорганизмов с повышенной продуктивностью веществ, необходимых человеку. Такие штаммы имеют большое значение для производства кормового белка, ферментных и витаминных препаратов, используемых в медицине, пищевой промышленности, животноводстве. Например, микроорганизмы применяют для получения витаминов В2, В12. Дрожжевые грибы, растущие на гидролизатах древесины или за счёт потребления парафинов, служат источником кормового белка. В сухих дрожжах содержится до 60 % белков. Важное значение в народном хозяйстве, имеет производство с помощью микроорганизмов незаменимых аминокислот. Недостаток в пище этих соединений резко тормозит рост животных. В традиционных кормах для животных незаменимых аминокислот мало и для нормального питания скота приходится увеличивать рацион. Добавление 1т. полученной путём микробиологического синтеза аминокислоты – лизина позволяет сэкономить десятки тонн фуража. Быстро расширяется производство препаратов для профилактики заболеваний птиц и сельскохозяйственных животных, для борьбы с вредителями культурных растений. В отличие от многих химических, микробиологические препараты обладают высокой специфичностью действия и безвредны для человека и животных. Они не вызывают так же образования устойчивых форм вредных организмов.
Технологию получения необходимых человеку продуктов из живых клеток или с их помощью называют биотехнологией. Биотехнология развивается чрезвычайно быстро. За последние 20 лет возник ряд совершенно новых производств, основанных на использовании различных бактерий и грибов. Широко используются микроорганизмы в металлургии. Обычная технология извлечения металлов из руд не позволяет широко использовать бедные или сложные по составу руды. В результате их переработки образуются огромные скопления отходов, в атмосферу выбрасываются ядовитые газы. Биотехнология металлов основана на способности бактерий окислять минералы и переводить металлы в растворимое соединение. При окислении бактериями сульфидных минералов большинство цветных металлов и редких элементов переходит в раствор. Таким путём во всём мире только меди получают сотни тысяч тонн в год, причём стоимость её в 2-3 раза ниже, чем стоимость меди, добиваемой традиционным путём. С помощью бактерий извлекают из руды уран, золото и серебро, удаляют вредную примесь – мышьяк. На основе способности микроорганизмов непрерывно синтезировать белки, разработаны способы внедрения в бактериальную клетку определённых генов, в том числе генов человека. Такие способы получили название генной инженерии. Бактериальная клетка синтезирует белок, кодируемый чужим для неё геном, в больших количествах. Так получают интерферон – белки, подавляющие развитие вирусов, и инсулин, регулирующий уровень глюкозы в крови.
Селекция микроорганизмов позволила вывести такие штаммы, которые сделали реальностью получение больших количеств аминокислот, стимуляторов роста, бактериальных удобрений, а также микробиологических средств защиты растений от вредителей и паразитов.
Создание большого числа сортов сельхозкультур и многочисленных пород домашних животных, тем не менее не решает всех проблем, стоящих перед сельским хозяйством. В условиях постоянного прироста населения, не занятого в производстве сельхозпродуктов, остаётся актуальной задача повышения продуктивности существующих и создания новых сортов культурных растений и пород домашних животных.