5微生物的菌种选育1.ppt

工业微生物 5. 微生物的菌种选育 理想发酵工业用菌要求 1、遗传性状稳定； 2、生长速度快，不易被噬菌体等异种微生物污染； 3、目标产物的产量尽可能接近理想转化率； 4、最好是胞外产物； 5、尽可能减少产物类似物的生成； 6、培养基简单、来源广、价格低； 7、对T、pH、离子强度、剪切力不敏感； 8、溶氧要求低、便于培养能耗低； 5.1 从自然界中获得新菌种 5.2 基因突变和微生物菌种选育 （2）R质粒（R plasmid） 包括抗药性和抗重金属二大类。 又称R因子（R factor）、抗性因子（ resisitrance plasmid ）。 含调节DNA复制和拷贝数的基因以及转移基因，相对分子量约11×107，具有转移功能； 抗性转移因子（resistance transfer factor，RTF） 抗性决定因子（r-determinant） 大小不很固定，相对分子量从几百万至11×108以上，无转移功能，含各种抗性基因，如抗青霉素、氨苄青霉素、氯霉素、链霉素、卡那霉素和磺胺等基因。 R质粒一般由两个相连的DNA片段组成 * * 5.1.1采样 5.1.2增殖 5.1.3纯化 5.1.4性能鉴定 调查研究，查阅资料 设计试验方案 确定样品的生态环境、季节选择和地点选择 采样 增殖培养 (1)控制营养成分 (2)控制pH (3)温度控制 纯种分离 (1)稀释法 (2)划线法 (3)组织分离 原种斜面 筛选 (1)纸片培养显色法 (2)透明圈法 (3)变色圈法 (4)生长圈法 (5)抑菌圈法 复筛 再复筛 3－5株 性能鉴定 发酵pH、T、通风、搅拌、无菌程度、适应性、副产品和对低劣廉价原料的利用 毒性实验 菌种鉴定 一、3个经典实验 （一）经典转化试验 最早进行转化（transformation）实验的是F. Griffith（1928年），他以Streptococcus pneumoniae （肺炎链球菌，旧称“肺炎双球菌”）作为研究对象。 5.2.1遗传变异的物质基础 （1）动物实验 著名的肺炎球菌转化试验 S型，致病菌， 具荚膜，菌落表面光滑（smoth） R型，非致病菌， 无荚膜，菌落表面粗糙（rough） S型 R型 加热灭菌 热死S菌＋活R菌 （2）细菌培养试验 （3）S型菌的无细胞抽提液试验 Avery在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验 （1）从活的S菌中抽提各种细胞成分（DNA，蛋白质，荚膜多糖等） （2）对各组分进行转化试验 只有DNA被酶降解破坏的抽提物无转化活性 DNA是转化所必需的转化因子 （二）噬菌体感染实验 1952年，A.D.Hershey和M.Chase发表了证明DNA是噬菌体的遗传物质基础的著名实验 ——噬菌体感染实验 35S－蛋白质外壳的噬菌体 32P－DNA核心的噬菌体 在DNA中存在着包括合成蛋白质外壳在内的整套遗传信息。 （三）植物病毒的重建实验 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。 烟草花叶病毒的核酸 抗血清处理，证明杂种病毒的蛋白质外壳来自病毒1，而非病毒2 杂种病毒的后代的蛋白质外壳表现为病毒2，而非病毒1 遗传物质是核酸（RNA）而非蛋白质 霍氏车前病毒 的蛋白质外壳 HRV HMV 亚病毒的一种：具有传染性的蛋白质致病因子，迄今为止尚为发现该蛋白内含有核酸。 其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrP c改变折叠状态为PrP sc所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。 二、朊病的发现与思考 思考 1）蛋白质是否可以作为遗传物质？ prion是生命的一个特例？还是仅仅为表达调控的一种形式？ 2）蛋白质折叠与功能的关系，是否存在折叠密码？ DNA→RNA→肽链→蛋白质 三、原核微生物的质粒 1. 定义和特点 质粒： 一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。 cccDNA ocDNA lDNA 另一类质粒的复制与核染色体的复制不同步， 在这类细胞中，一般含10～15个或更多质粒。 严紧型复制控制（stringent replication control） 松弛型复制控制（relaxed replication control） 质粒的复制与核染色体的复制同步， 在这类细胞中，一般只含1～2个质粒； 质粒是一种独立存在于细胞内的复制子（replicon）。 通常以共价闭合环状（covalently closed circle，简称CCC）的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中； 也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒