第三章 微生物制药工艺技术基础.ppt

第一节 菌种选育 一、 微生物的遗传和变异 遗传—保持物种的相对稳定性 变异—促使新性状的产生、获得新的优良品种 遗传型变异：在遗传物质水平上发生了改变，从而引 起某些相应性状发生改变的特性 变异性 表型变异：微生物在生活条件发生改变时，发生暂时 的形态、生理等特性的改变，但随着环境 条件的复原，它们又恢复了原有的特性 （一） 基因突变 基因突变是指遗传物质（DNA或RNA）中的核苷酸顺序发生了稳定的可遗传的变化，主要包括点突变和染色体畸变两大类。 1、点突变是由于DNA链上的一对或少数几对碱基发生改变引起的。 2、染色体畸变是指DNA大段变化（损伤）的现象，主要包括染色体结构上的变化和染色体数目的变化。 （二） 基因重组指两个或多个不同性状个体的遗传基因转移到一个体细胞内，经重新组合后，造成菌种变异，形成新的遗传型个体。 二、菌种选育的经典方法 1、自然选育 是一种纯种选育的方法。它利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，通过分离，筛选排除衰变型菌落，从中选择维持原有生产水平的菌株。 特点： （1）能纯化、复壮菌种，稳定生产 ，提高平均生产水平。 （2）难以选育高产突变菌株，不能使生产水平大幅度提高。 2、诱变育种 诱变育种是指人工有意识地将生物体暴露于物理的、化学的或生物的一种或多种诱变因子中，促使生物体发生突变，进而从突变体中筛选具有优良性状的突变株的过程。 特点：与自然选育比较，由于引进了诱变剂处理，因而加速了菌种突变的频率，扩大了变异的幅度，从而提高了获得优良特性的突变株的几率。 物理诱变剂：紫外线、x射线、Y射线、快中 子、β射线、超声波、激光 诱变剂 化学诱变剂：氮芥、乙烯亚胺、硫酸二乙酯、 甲基磺酸乙酯、亚硝基胍、 亚硝基甲基脲、亚硝酸 生物诱变剂：噬菌体 三、现代菌种选育技术 1、 杂交育种：指两个基因型不同的菌株通过接合使遗传物质重新组合，再从中分离，筛选出具有新性状的菌株。 优点：能集中位于不同品种中的优良性状。 缺点：只能利用已有的基因组，并不能产生新的基因。杂交进程缓慢，过程繁琐。 2、 原生质体融合用脱壁酶处理将微生物细胞壁除去，制成原生质体，再用融合剂（如聚乙二醇）促进原生质体发生融合，从而获得融合子，这一技术叫原生质体融合。 细胞（A+B—） 细胞（A—B+） 脱壁处理 脱壁处理 原生质体（A+B—） 原生质体（A—B+） 混合 ? 加融合剂 原生质体融合 涂平板（原生质体再生） 形成菌落 检出重组子菌落（A+B+） 3、 基因工程（基因拼接技术或DNA重组技术） 是指按照人的意志，将某一生物体(供体)的遗传信息在体外经人工与载体相接(重组)，构成重组DNA分子，然后转入另一生物体(受体)细胞中，使被引进的外源DNA片段在后者内部得以表达和遗传。 研究和开发的趋势有： 1.基因克隆产生杂合抗生素。 （一旦取得了抗生素的结构基因，将基因片段送入特定性质的另一种抗生素产生菌中，即可能产生完全符合人们设计的新抗生素。）