工业微生物育种习资料.doc

第一章绪论? 一、微生物遗传育种? 对野生型菌株或低产菌株进行遗传操作和分离筛选，从大量突变体中筛选出性状优良的菌株，并对其发酵条件加以优化，得到适合发酵工业生产的优良菌种（产量、质量、新产物）。? 二、微生物遗传育种的具体目标:? 1、提高产量???生产效率和生产效益总是排在一切商业发酵首位的目标? 2、提高产物的纯度，减少副如色素；?提高有效产物组分? 3、改变菌种形状，改善发酵过程，如改变和扩大菌种的原料结构；改善菌种生长速率；提高斜面孢子化程度；降低需氧量和能耗；耐不良环境；耐目的产物；改变细胞透性，提高产物分泌? 4、遗传性状特别是生产性状稳定? 5、改变生物合成途径，获得新产物? 三、优良发酵菌株应具备哪些特性? 1、遗传稳定? 2、易于培养：营养谱广、培养条件易达到? 3、易于保存（如孢子丰富或产生休眠体）? 4、种子生长旺盛? 5、发酵周期短，产量高，产物单一 6、产物易于分离纯化? 第二章微生物遗传学基础? 一、名词解释：? 基因：遗传信息的基本单位。一般指位于染色体上编码一个特定功能产物（如蛋白质或RNA分子等）的一段核苷酸序列。? 转化：受体细胞直接吸收了来自供外源DNA片断，并把它整合到自己的基因组中，细胞部分遗传性状发生变化的现象叫转化。?? 转导：外源遗传物质通过噬菌体的携带进入受体细胞，并与受体染色体发生基因重组?? 接合：供体菌通过性菌毛传递不同长度的单链DNA给受体菌，在后者细胞中发生交换、整合，从而使后者获得新的遗传性状的现象。? 菌种衰退：菌种在培养或保藏过程中，由于自发突变的存在，出现某些原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象，称为菌种的衰退。? 二、?突变型的种类：? 形态突变型、生化突变型、条件致死突变型、致死突变型、抗性突变型。? 三、?试质粒的性质及其在基因工程中的应用? 性质：自我复制、拷贝数高、不相容性、转移性。? ? 第四章工业微生物诱变育种? 一、?物理诱变剂基本作用过程? 物理过程：能量吸收和传递?物理化学作用：分子激发? 化学过程：DNA断裂、碱基异构、碱基化学共价交联、碱基脱氨基等? 生物学过程：经过DNA修复、复制、细胞分裂、代谢，产生死亡、基因突变、 染色体畸变、染色体倍性变化等，使细胞死亡或形成各种突变体? 紫外线的诱变机制? 1、造成NDA断裂、与蛋白质交联、形成胸腺嘧啶二聚体? 2、形成胸腺嘧啶二聚体是UV?引起突变的主要原因。形成于单链相邻TT间、或双链间? 3、单链上出现TT二聚体，复制可能在此停止，或超越这一点继续复制，使子代DNA形成缺口，碱基错误插入该缺口，造成突变? 4、双链间出现TT二聚体造成复制无法进行? ?DNA中TT二聚体的修复方法? 1、光复活：90％，可见光，在黑暗下TT与一种光激活酶结合成较稳定的复合物，但在可见光下这种酶吸收光能而解离，二聚体重新分解??????！！！紫外诱变时照射和分离均应在黑暗或红光下进行? 1、切补修复：4种酶参与，识别、内切、外切、延伸、连接。??紫外诱变照射后在冰浴中处理1～2?h,以钝化修复酶? 诱变剂低剂量处理与高剂量处理的选用原则?? 1、用照射时间或致死率来表示相对剂量? 2、一般认为，对于初次进行诱变处理的菌株，采用致死率为90％～99.9%的高剂量处理，而对于已经受过诱变处理的菌株，采用致死率为70％～80%的较低剂量处理为好，或者交替进行? 3、一般采用30W或15W紫外灯，30cm?照射一定时间 4、不同细胞敏感性不同，需要确定照射时间与致死率的关系? 紫外线诱变的基本步骤? 1?、出发菌株的准备?2、前培养(预培养）?3、?菌悬液制备?4、?照射? 5、冰浴处理?6、后培养? 7、稀释涂布分离? ?主要新型物理诱变剂? 离子注入、激??光、微??波? 七、化学诱变剂特点? 1、化学诱变剂是一类对DNA起作用并引起遗传变异的化学物质，如碱基类似物、烷化剂、移码突变剂等。? 2、化学突变剂往往具有专一性，对基因的某部位起作用；突变多为基因突变，主要为碱基的改变，且以转换为多。见p42表4.2? 3、绝大对数具有毒性，90％以上是致癌物质或极毒药品，使用时要格外小心，不能直接口吸，避免与皮肤接触；所有物品需要做无公害处理，防止环境污染；未生育者不宜操作? 八、?碱基类似物诱变的原理P42? 九、?5-BU的诱变机制,图示和文字说明P43?