营养缺陷型

营养缺陷型（Auxotrophy）

营养缺陷型（Auxotrophy，简称Aux）是指微生物或细胞因缺乏某种必须的代谢产物或营养素，无法在无外源供应的情况下生长的现象。这些生物体通常由于基因突变，缺乏合成特定营养物质的能力。

1. 基本概念

营养缺陷型指生物体由于基因突变，丧失了合成特定代谢产物的能力，因此需要从外部环境中获得这些营养物质以维持生长和繁殖。常见的营养缺陷型包括对氨基酸、维生素、碱基等的需求。例如，某些大肠杆菌（Escherichia coli，简称E. coli）突变株可能需要外源色氨酸（Tryptophan，简称Trp）才能生长（1）。

2. 产生原因

营养缺陷型的产生通常是由于基因突变。这些突变可能导致关键酶的缺失或功能失活，从而阻断代谢途径。常见的突变类型包括点突变、缺失和插入等。这些基因突变可以通过自然发生，也可以通过化学或物理诱变手段人工引起（2）。

3. 实验应用

营养缺陷型广泛应用于微生物遗传学和分子生物学研究中。例如，通过使用营养缺陷型菌株，可以进行基因突变的筛选和重组实验。此外，营养缺陷型还用于筛选基因工程菌株的重组子和突变体（3）。

4. 重要性

研究营养缺陷型对理解生物的代谢途径和基因功能具有重要意义。通过研究营养缺陷型生物，可以揭示特定基因在代谢中的作用，并开发出新的生物技术应用，如代谢工程和药物筛选（4）。

5. 实例研究

在啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae，简称S. cerevisiae）中，营养缺陷型突变体广泛用于研究氨基酸代谢和核苷酸合成途径。例如，缺乏色氨酸合成能力的酵母突变体（trp1-1）需要外源供应色氨酸才能生长。这种突变体在研究氨基酸代谢和基因功能方面具有重要价值（5）。

参考文献：

(1) Jorgensen, R. A. (1983). Spontaneous and induced mutagenesis in Escherichia coli. Genetics, 104(1), 23-37.

(2) Ames, B. N., & Whitfield, H. J. (1966). Chemical mutagens and their effects on mutation and selection. Science, 151(3708), 451-459.

(3) Davis, R. W., Botstein, D., & Roth, J. R. (1980). Advanced bacterial genetics. Cold Spring Harbor Laboratory.

(4) Pringle, J. R., & Hartwell, L. H. (1981). The Saccharomyces cerevisiae cell cycle. Microbiological Reviews, 45(1), 1-39.

(5) Sherman, F. (2002). Getting started with yeast. Methods in Enzymology, 350, 3-41.