第二章工业微生物的菌种选育

《第二章工业微生物的菌种选育》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第二章工业微生物的菌种选育第一节概述一、工业微生物的特点•:•个体小、种类多、繁殖快、分布广、代谢能力强、易变异改造二、发酵工业对菌种的要求•1.生产力：能在廉价的培养基上迅速生长，代谢产物的产量高，其它代谢产物少•2.操作性：发酵条件易控制，菌种改造的可操作性耍强（有关合成产物的途径尽可能地简单），产品易分离•3.稳定性：抗杂菌和抗噬菌体能力强，遗传性状稳定，菌种不易变异退化•4.安全性：是非病源菌，不产有害生物活性物质或毒素三、常用的工业微生物菌种•1•细菌•单细胞原核一-乳酸杆菌、醋酸杆菌、大肠

2、杆菌一一乳酸、醋酸、酶制剂•2.酵母菌■单细胞真核一-啤酒酵母一-酿酒、酶制剂•3.霉菌■丝状真菌一->青霉、曲霉一-抗生素、有机酸•4.放线菌■原核生物链霉菌链霉素、红霉素、庆大霉素•5.担子菌•菇类一-多糖一-抗癌四、菌种来源•从菌种保藏中心购买•育种■从自然界中筛选■诱变■杂交育种•基因工程育种第二节自然选育一、定义自然选育：在生产过程中，不经过人工诱变处理，根据菌种的白发突变而进行菌种筛选的过程。自发突变：就是指某些微生物在没有人工参与下所发生的那些突变。r多因素低剂量的诱变效应十互变异构效应

3、二、菌种自然选育方法单菌落分离法菌种匚>单细胞悬液匚）琼脂板分离匚）挑収单菌落匚）测定生产能力细菌：转种到新鲜肉汤培养基中培养放线菌、霉菌：石英砂震荡打散抱子，棉花或滤纸过滤三、特点1.简单易行，是工厂保证稳产高产的重要措施。纯化菌种，防止菌种衰退、稳定产量和提高产量2.效率低，一般与诱变交替使用。菌种衰退原因的分析1、目前生产用菌种的特点■多为人工诱变而来。•代谢调控系统失控。■生活力比野生菌株弱。•容易发生变异。2、菌种遗传特性的改变1）异核现象一导致菌种这一微生物群体发生变异相邻菌丝细胞吻合巧异

4、核体匚＞泡子遗传特性和生长速度不同目菌种遗传特性发生改变2）自发突变3）冋复突变或产生分离子一形成具有不同基因型的个体冋复突变：突变基因再次发生突变又恢复原來的基因，这类突变称为冋复突变。3、菌种生理状态的改变•主要是因为培养条件不适当。1）一个菌种不是纯一的群体。2）培养基营养成分的影响3）某些培养条件下，某些基因所处的状态不同，使得菌种的生理状态不同。第三节诱变育种一、定义及特点•:•诱变育种：■通过诱变剂处理提高菌种的突变频率，扩大变异幅度，从中选出具有优良特性的变异菌株的方法。♦特点：•速度快

5、、收效大、方法简便，但缺乏定向性。二、诱变育种的基本原理1.诱变育种的理论基础是基因突变基因突变是指由于染色体和基因本身的变化而产生的遗传性状的变异。■染色体畸变是指染色体或DNA片断的缺失、易位、逆位、重复等。•点突变是指DNA分子结构中的某一部位发生变化。2.常用的诱变剂物理诱变剂：射线如紫外线、X-射线、丫-射线，快中子；化学诱变剂：氮芥、化学因子如碱基类似物、5-氟尿喀卩定、亚硝酸、亚硝基肌:等。1.突变诱发的过程1）前突变前突变：诱变剂所造成的DNA分子的某一位置的结构改变称为前突变。细胞对

6、诱变剂的透性彫响前突变产生的的因素J细胞质和酶的影响基因所处的状态2）DMA损伤的修复1）光复活作用2）切补修复3）重组修复4）SOS修复系统（多数诱变来源于此）5）DMA多聚酶的校正作用SOS修复系统它允许新生的D¥A链越过胸腺喘唳二聚体而生长。其代价是保真度的极大降低，这是一个错误潜伏的过程。3）从前突变到突变校正差错：光复活作用、切补修复引起差错：重组修复、SOS修复系统。4）从突变到突变型表型迟延：表型的改变落后于基因型的改变分离型迟延（基因杂合）经诱变处理后，细胞中的基因处于不纯的状态，突变

7、型基因由于属于隐性基因而暂时得不到表达，需经过复制、分离，在细胞中处于纯的状态时，其性状才得以表达。生理性迟延新的表型必须等到原有基因的产物稀释到某一程度后才能表现出来。三、诱变育种方案的设计（书本P45图3-3）突变的诱发突变株的筛选突变高产基因的表现四、诱变育种工作中应注意的几个问题1.出发菌株的选择1.选择纯种作为出发菌株（排除异核体）2.同时考虑其他因素（产生泡子、生2速度）3.对诱变剂敏感1.诱变剂种类的选择1）不稳定菌株一温和的、常用的诱变剂；稳定菌株一强烈的、不常用的、诱变谱广的诱变剂2

8、）不经常使用一种诱变剂，也不宜频繁更换。3）注意考虑诱变剂本身的特点。UV-DMA的喀喘碱基；亚硝酸一卩票吟碱基2.诱变剂量的选择❖高剂量：致死率90%-99.9%•变异幅度大，但负变株多•低剂量：致死率75%-80%•负变株少，且突变菌株稳定4、筛选的方法根据步骤可以分为初筛和复筛♦初筛•菌株的量要大，发酵和测试的条件都可粗放些，采用一个菌种进一个摇瓶的方法进行初筛•复筛•对发酵和测试条件要求应逐步提高，复筛一般每个菌株进3~5个摇瓶，如果生产能力继续