项目2微生物发酵技术任务1微生物菌种筛选与保藏.ppt

项目2：微生物发酵技术 任务1：微生物菌种筛选与保藏 教学安排： 1. 员工培训 由老师讲解理论基础。 分配实操任务(菌种筛选与保藏)。 2. 学生模拟组建运营一个菌种保藏服务机构，撰写计划书(在理论教学期间完成)。 市场部：菌种保藏的适用范围，市场需求调查，服务推广方案。 技术部：保藏技术的选择、制定相关技术的操作规程。 品控部：制定菌种保藏质量的标准及检测方法。 总经理：协调监督各部工作，最后拿出完整的计划书。 3. 计划书实施。 计划书要先经过老师的审核，然后实施。 实施过程中考核操作技能。 实施后及时进行实训报告的撰写也总结。 决定发酵水平高低的三个因素：生产菌种、发酵工艺和后提取工艺。其中最重要的是生产菌种。 选育目的： 1 产生新的生物活性物质； 2 改变产品组分，改进质量； 3 简化生产工艺条件，缩短生产周期； 4 适应新的原材料； 5 提高产量。 选育方法： 1 自然选育； 2 诱变育种； 3 原生质体技术； 4 杂交育种； 5 分子生物学方法。 第一节 自然选育 自然选育是一种纯种选育的方法，纯化复状之功效，也可选育正突变株。 一 菌种退化与变异的原因 1 遗传基因型的分离； 2 自发突变的结果； （1）用沙土管长期保藏； （2）菌种连续传代； （3）活细胞内的新陈代谢； （4）DNA中存在增变基因； （5）DNA的代谢失调。 3 经诱变剂处理后的退化变异 二 自然选育的方法 1 单孢子悬浮液的制备； 2 分离及单菌落培养； 3 筛选； 第二节 诱变育种 一 突变诱发过程 （一）诱变剂接触DNA分子前； （二）DNA损伤的修复； 1 光复合修复； 2 切补修复； 3 重组修复； 4 SOS修复系统； 5 DNA多聚酶的校正作用。 （三）从前突变到突变 经过修复系统后继续保留的突变。 增强诱变效果的方法： 1 抑制修复的酶系统； 2 使诱变的基因处于活性状态。 （四）从突变到突变型 表型延迟： 表型的改变落后的基因型的改变。 1 分离性延迟； 2 生理性延迟。 二 诱变育种方案的设计 （一）制定筛选目标 高产性状再加辅助目标。 （二）制定筛选方案 1 诱变过程 （1）出发菌株斜面； （2）单孢子悬液制备； （3）孢子计数； （4）单菌落分离。 2 筛选过程 （1）传种斜面； （2）留种保藏； （3）筛选高产菌株。 三 突变的诱发 （一）出发菌株的选择 （1）选择纯种； （2）选择具有优良性状的出发菌株； （3）对诱变剂敏感。 （二）诱变剂的选择 （1）多种诱变剂轮换使用； （2）最适剂量。 （三）影响诱变效果的因素 （1）菌种的生理状态； （2）处理前后的培养条件。 四　突变株的筛选 (一)随机筛选 1　摇瓶筛选法 优点：培养条件与生产条件相接近； 缺点：工作量大，时间长，操作复杂。 2　琼脂块筛选法 优点：操作简便、速度快； 缺点：固体培养与液体培养差距大，不能准确反应生产能力。 　　 3　筛选自动化与筛选微型化 （二）理性化筛选 　　运用遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法，以打破微生物原有的代谢调控机制，获得能大量形成产物的高产突变株。 　 1 初级代谢产物高产菌株的筛选； （1）降低终产物浓度 ①筛选终产物营养缺陷型； ②筛选细胞膜透性改变的突变株。 (2)筛选抗反馈调节突变株 ①筛选结构类似物抗性突变株； ②利用回复突变筛选抗反馈突变菌株。 2 次级代谢产物高产菌株的筛选 次级代谢产物产生的条件： 共同的前体与营养不平衡。 (1)利用营养缺陷型筛选 芳香族氨基酸与氯霉素有共同的凝胶体莽草酸，选育芳香族氨基酸缺陷型，有利于积累氯霉素。 脂肪酸与制霉菌素、四环素、灰黄霉素有共同的前体丙二酰CoA。 渗漏缺陷型：遗传性障碍不完全的营养缺陷型。 (2)筛选负变株或零变株的回复突变株 (3)筛选去磷酸盐调节突变株 ①筛选能在磷酸盐抑制浓度下，正常产生抗生素的突变株； ②筛选磷酸盐结构类似物抗性突变株。 低亲和力的磷酸盐转运系统I； 高亲和力的磷酸盐转运系统II。 (4)筛选去碳源分解代谢调节突变株 解除葡萄糖效应(去葡萄糖分解代谢调节突变株毒性结构类似物抗性突变株)。