第二章 菌种幻灯片.pptVIP

第二章 菌种选育、保藏与复壮 本章内容 为什么选育菌种？ 菌种的重要性？ 菌种的选育方法——自然选育 人工诱变 杂交育种 原生质体融合 基因工程构建 为什么要菌种保藏？ 为什么要复壮？ 重点内容 ??菌种的选育方法; ??菌种选育的理论基础; ??人工诱变、杂交育种、原生质体融合的 原理和操作方法; ??营养缺陷型的筛选、检出、鉴定。 发酵的原动力：微生物。 优良的生产菌种：大幅提高产品的产量、质量和花色品种，提高生产效益。 发酵的成功：获得优良菌种及提供保证该 菌种能发挥最大潜在生产能 力的工艺过程。 优良菌种的选育是在微生物遗传变异的基础上进行的。 微生物工业对菌种的要求 能在廉价原料制备的培养基上迅速生长,生成所需的代谢产物产量高。 培养条件易于控制 生长迅速，发酵周期短 满足代谢控制的要求 抗噬菌体能力强 菌种不易变异退化 安全性（不是病源菌，不产毒素） 从菌种的遗传学特征上菌种分为： 工业菌种育种的方法 自然、诱变、杂交育种、原生质体融合技术育种、基因工程育种等 举例： 将人工合成的人胰岛素基因与大肠杆菌的质粒结合，形成重组DNA，再把重组DNA导入大肠杆菌细胞内形成工程菌。 通过筛选可培养出能生产人胰岛素的菌种。 菌种保藏的意义 菌种是从事微生物学以及生命科学研究的基本材料，菌种保藏是进行微生物学研究和微生物育种工作的重要组成部分。 菌种保藏的任务： （1）使菌种不致死亡 （2）尽可能设法把菌种的优良特性保持下来而不致向坏的方面转化。 第一节 菌种选育 菌种选育： 由于自然的或通过人工的方法使微生物发生变异，再通过识别、分离、筛选得到有优良性状的高产菌株的过程。 一、微生物菌种选育的理论基础 微生物菌种选育的理论基础及内容 理论基础： 微生物遗传学和分子遗传学 内容： 基因突变型菌株的识别与筛选。 突变：微生物进化的源泉 突变具有分子性质，包括： （1）对遗传作用的基因突变、基因调控及指令下的环境调节 （2）胞内外调节的解除 （3）基因重组及转移等建造新的突变菌株。 （一）微生物的遗传和变异性 遗传和变异是生物界最基本的属性。 遗传：亲代传递给子代一套实现与其相同性状的遗传信息。 只有当子代个体生活在合适环境下，才能表达出与亲代间相似、连续的性状。 变异：子代个体因生活环境和其他因素发生改变而与亲代间的不连续、差异性的现象。 遗传和变异的关系 遗传是相对的，变异是绝对的。 有变异，生物才能进化。 遗传和变异是相互关联，同时又相互矛盾对立，在一定条件下，二者是相互转化的。 微生物遗传与变异与高等生物相比的特点： （1）微生物繁殖快，生活周期短，环境因素重复影响微生物，个体易变异，并迅速繁殖形成群体，便于自然和人工选择。 （2）个体小、比表面大，环境可以直接影响细胞，易于变异。 （3）大多以无性繁殖为主，便于建立纯系，一旦变异，很快在性状上表现出来。 微生物变异包含： 稳定性变异： 环境因素改变→基本代谢过程改变→保持形态和生理特性，不能回复到变异发生前状态。 不稳定变异： 变异是暂时的→环境正常时形态和特性回复 原状。 长期不稳定变异→稳定性变异 （二）遗传变异的物质基础 1、研究历史 1866年，奥地利孟德尔，豌豆杂交试验 --------遗传学基本规律。 1910年，果蝇为材料 -----确认基因存在于细胞核和染色体中，但 不认识基因的物质内容。 3个经典实验（肺炎双球菌的转化实验、烟草花叶病毒实验、噬菌体感染实验） ------核酸是遗传的物质基础。 肺炎双球菌的转化现象： S型：菌株有毒，在人体内它导致肺炎，可使小鼠患病死亡，其菌落是光滑的； R型：菌株无毒，在人或动物体内不会导致病害，菌落是粗糙的。 只有S型细菌的DNA才能将肺炎双球菌的R型转化为S型。说明S型菌株转移给R型菌株的是遗传因子，即DNA才是转化因子。 决定微生物遗传的物质也只有DNA。 噬菌体的感染实验 1952 年利用示踪元素，对大肠杆菌 T2 噬菌体进行了实验。DNA含P不含S，蛋白质含s不含P。 先用含有两种元素的培养基培养大肠杆菌， T2 噬菌体进行吸附和侵入 搅拌洗涤、离心沉淀，分别测定沉淀物和上清液中的同位素标记。 结果发现，几乎全部 35S 都在上清液中，而几乎全部 32P 和细菌一起出现在沉淀物中。 烟草花叶病毒的拆开与重组实验 1956 年将TMV拆成RNA(因该病毒不含DNA)和蛋白质，对烟草进