第二章微生物菌种选育(上课2015.3.17课稿.ppt

发 酵 工 程Fermentation Engineering 高 兆 建 徐州工程学院 食品（生物）工程学院 Gao Zhao-jian College of Food Bioengineering Xuzhou Institute of Technology 第二章 微生物菌种选育 第一节 微生物遗传变异的物质基础 第二节 微生物的基因突变 第三节 微生物的基因重组质 第四节 微生物的菌种选育 第五节 微生物菌种的保藏和复壮 第一节 微生物遗传变异的物质基础 种质连续理论：1883~1889年间Weissmann提出。认为遗传物质是一种具有特定分子结构的化合物。 基因学说：二十世纪初发现了染色体并提出基因学说，使得遗传物质基础的范围缩小到染色体上。 染色体由核酸和蛋白质两种长链高分子组成。20多种氨基酸经过不同排列组合，可以演变出的蛋白质数目几乎可以达到一个天文数字，而核酸的组成却简单得多，一般仅由4种不同的核苷酸组成，它们通过排列组合只能产生较少种类的核酸，因此当时认为决定生物遗传型的染色体和基因，起活性成分是蛋白质。 DNA是遗传变异的物质基础的证明：1944年以后，利用微生物为实验对象进行的三个著名实验（肺炎球菌的转化试验、噬菌体感染试验、病毒的拆开与重建试验） 一、证明核酸是遗传变异物质基础的经典实验 （一）肺炎双球菌转化实验（transformation）：F.Griffith， 研究对象：Streptococcus pneumoniae（肺炎双球菌） S型菌株：有致病性，菌落表面光滑，有荚膜 R型菌株：无致病性，菌落表面粗糙，无荚膜 （2）细菌培养实验 热死S菌—————不生长 活R 菌—————长出R菌 热死S菌+活R 菌—————长出大量R菌和10-6S菌 ①加S菌DNA ②加S菌DNA及DNA酶以 外的酶 ③加S菌的DNA和DNA酶 ④加S菌的RNA ⑤加S菌的蛋白质 ⑥加S菌的荚膜多糖 （二）噬菌体的感染实验 A. D. Hershey和M. Chase， 1952年 （三）烟草花叶病毒的拆开与重组实验 为了证明核酸是遗传物质，H. Fraenkel-Conrat（1956）用含RNA的烟草花叶病毒（TMV）进行了著名的植物病毒重建实验。 将TMV在一定浓度的苯酚溶液中振荡，就能将其蛋白质外壳与RNA核心相分离。分离后的RNA在没有蛋白质包裹的情况下，也能感染烟草并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离出正常病毒粒子。 选用TMV和霍氏车前花叶病毒（HRV），分别拆分取得各自的RNA和蛋白质，将两种RNA分别与对方的蛋白质外壳重建形成两种杂合病毒： （1）RNA（TMV）- 蛋白质（HRV） （2）RNA（HRV）- 蛋白质（TMV） 用两种杂合病毒感染寄主： （1）表现TMV的典型症状病分离到正常TMV粒子 （2）表现HRV的典型症状病分离到正常HRV粒子。 上述结果说明，在RNA病毒中，遗传的物质基础也是核酸。 第二节 工业微生物 担子菌 第三节 发酵工业微生物菌种分离筛选原则与基本技术 放线菌特征 放线菌的菌落质地致密，表面呈紧密的绒状，或坚实、干燥而多皱。由于基内菌丝长在培养基内，所以菌落与培养基结合较紧，不容易被挑起，或者被挑起后不容易破碎。当孢子丝形成大量孢子布满菌落表面时，使菌落呈絮状、粉末状或颗粒状，而与细菌菌落判然有别。此外，如用放大镜仔细观察，可以看见菌落周围有放射状菌丝。 放线菌特征 酵母菌的特征 Novel insoluble dye-labeled substrates for screeninginulin-degrading microorganisms 漆酶筛选 抗菌谱 红色素筛选 靛蓝色素 黑色素筛选 耐热蛋白酶 角蛋白酶 菊粉酶筛选 一、基因突变 基因突变（gene mutation）简称突变，是变异的一种，指生物体内遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传的变化。突变率常在10-8~10-9范围内。 一、基因突变的类型 突变株的表型 成因 检出方法 营养缺陷型 因突变而丧失合成一 补充培养基 （auxotroph） 种或几种生长因子的 能力不能在基本培养 基上生长突变株 抗性突变型 因突变而产生了对某 药物培养基 （resistant mutant） 种化学药物或致死 物理因子的抗性 条件致死型 突变后在某种条件下 培养条件改变 （condit