第三章基因突变的应用精要.ppt

2 利用油酸营养缺陷型改变细胞膜透性 1）油酸与细胞膜透性的关系 油酸是细胞膜主要组成物质磷脂的重要组成成分，油酸的缺陷型将因为失去合成油酸的能力而不能合成磷脂。 举例： 在棒杆菌谷氨酸发酵中，利用油酸营养缺陷型，并在发酵培养基中控制亚适量的油酸，提高谷氨酸产量。 3、利用甘油营养缺陷型改变细胞膜透性 甘油营养缺陷型由于丧失了自身合成甘油的能力，从而也就丧失了合成磷脂的能力 通过控制培养基中甘油的添加量，也就可以改变细胞膜的透性。 4、利用温度敏感突变株改变细胞膜透性 温度敏感突变株是一种条件致死突变株 细胞生长必需的任何酶或蛋白发生对温度变化更敏感的突变都可能形成这种条件致死突变型。其中，细胞膜结构或功能的缺损就是主要原因之一。 5、利用溶菌酶敏感突变株提高细胞膜透性 四、次生代谢障碍突变株的筛选与应用 1、利用次生代谢障碍突变合成同系新抗生素 在抗生素合成途径中某一途径由结构基因突变引起的代谢障碍性改变（称为区段突变），使抗生素结构发生某些变化，从而导致形成同系物新抗生素。 四环素产生菌经诱变育种获得的蛋氨酸营养缺陷型突变株具有了产生去甲基金霉素的能力。 2、利用次生代谢障碍突变合成抗生素中间体 区段突变还可以导致次级代谢产物合成途径的阻断，从而积累中间体。 3、利用次生代谢障碍突变和人工前体合成新抗生素 突变生物合成或突变合成（mutasynthesis）： 筛选丧失了合成天然前体能力的突变株，加入前体的结构类似物，有可能把这种结构类似物结合到抗生素分子中，从而形成新的半合成抗生素。 4、利用次生代谢障碍突变改善抗生素的组分 通过次生代谢障碍突变株的筛选，可以阻断这些无益组分的合成途径，从而提高产品产量，简化生产工艺，改善产品质量。 巴龙霉胺 庆大霉素A 庆大霉素X2 庆大霉素C2b 庆大霉素C1 五、其它抗性突变株的筛选与应用 (一)抗药突变株 1、抗药突变株的用途 作为育种工作中最常使用的遗传标记 有些发酵产品的产量与生产菌株的抗药性密切相关 通过筛选抗自身药物的抗药性突变，以解除终产物对合成途径的反馈调节作用，从而提高产量 2、筛选方法 (二) 抗噬菌体突变株 1、用途 通过筛选抗噬菌体突变株来降低污染噬菌体的可能性 (三) 耐自身产物突变株 在酒精发酵和乳酸发酵等发酵过程，高浓度的产物都会对产生菌产生抑菌或杀菌作用。 (四)耐前体或前体结构类似物突变株 主要应用于抗生素生产菌的选育 抗生素合成中的前体——外源性、内源性 过量的前体往往对产生菌有毒性或具有反馈调节作用 外源性前体，苯乙酸和苯氧乙酸加入到产黄青霉菌的发酵培养基中，分别用于合成青霉素G和青霉素V 内源性前体青霉素和头孢霉素的生物合成中，所需要的由?-氨基己酸、半胱氨酸和缬氨酸组成的三肽前体就是由产生菌自身合成的 六、无泡沫突变株的筛选与应用 1、用途：可以增加发酵罐的装液量 酵母酒精发酵时大量泡沫的形成，使发酵罐的充满系数受到很大的限制。 2、筛选方法： 通常采用气泡上浮法筛选 用凝集法进行筛选 用苯胺蓝染色法可筛选产生泡沫少的酵母突变株 * www.theme 第五节 防止菌种的退化（菌种退化及其防止） 一、菌种退化及其表现 1、菌种退化 指生产菌种、优良菌种或典型菌种经传代或保藏后，由于自发突变的结果，而使其群体中原有的一系列生物学性状减退或消失的现象。 2、菌种退化的具体表现： 原有的形态性状变得不典型 生长速度变慢 代谢产物的生产能力下降 致病菌对宿主侵染能力的下降 对外界不良条件的抵抗能力的下降 遗传标记丢失 二、菌种退化的原因 1、主要原因 基因（自发）突变 退化是发生在群体细胞中的一个从量变到质变的逐步演变过程，由于个别突变细胞表现生长优势，导致在群体中最后数量占优势。 由表型延迟造成的诱变后菌株遗传性不纯引起的退化 控制产量或遗传标记的质粒脱落造成的退化 2、重要原因 传代次数 不适宜的培养条件和保藏条件 举例：米曲霉的异核体培养在含有酪蛋白的培养基上，异核体中带有酪蛋白酶基因的核，在数量上也会由劣势转变为优势，而在酪蛋白水解物培养基上，就处于劣势。 产腺苷的黄嘌呤缺陷型菌株在接种传代中产量和回复子频率之间的关系 传代数 每代斜面保存时间（d） 回复子频率 腺苷产量 （g/L） 1 …………147……………… 2.2×10-7 13.2 2 ……………133……………·14 4.2×10-7 14.9 6 ……47………·3·9·3·………………71…………………·14 4.5×10-6 10.7 7 …