微生物 1023第十章 微生物的遗传变异和育种.ppt

第十章 微生物的遗传变异和育种 ;第二节 基因突变与自然选育;突变是工业微生物产生变种的根源，是育种的基础，但也是菌种发生退化的主要原因。 突变泛指微生物细胞内遗传物质的结构或数量突然发生的可遗传的变化。 基因突变的特点：自发性、不对应性、稀有性、独立性、可诱变性、稳定性、可逆性。;1. 突变包含狭义的突变和广义的突变。 狭义的突变专指基因突变，也称点突变，涉及一对或少数几对核苷酸的增加、减少或取代。 同义突变：突变后密码子编码的仍是同一种氨基酸； 错义突变：编码另外一种氨基酸； 无义突变：突变后为终止密码； 移码突变：突变点后遗传密码的阅读框架发生移动。;广义的突变包括基因突变和染色体畸变。 染色体畸变指的是染色体结构的改变，包括缺失、重复、倒位和易位等。;2. 突变包含自发突变和诱发突变。 自发突变是在没有采用诱变手段下野生菌群体中自然发生的突变体。 诱发突变是采用物理或化学手段(即诱变剂)，处理后得到的突变体。 自发突变和诱变本质上是相同的，都是以一定的概率产生的。;;;;;;第三节 突变的诱发与微生物诱变育种 ;微生物育种过程分为三个阶段：菌种基因型改变→→→筛选菌种，确认并分离出具有目的基因型或表型的变异株→→→产量评估，全面考察变异株在工业化生产上的接受性。;一、突变诱发过程;;;;;;;;;二、诱变育种的方案设计; 制定筛选目标 对于随机出现的多种变异性状，筛选的目标除了要求高产量之外，还应从生产的角度考虑其它有利性状如：生长速度快、产孢子多；消除某些色素或无益组分等。 但是所定的筛选目标不可太多。 工作量大，考虑实现目标的可能性。;诱变育种的步骤和方法包括：出发菌株的选择，菌悬液的制备，诱变剂及诱变剂量的选择，诱变的处理方式方法，纯化分离等。;（一）出发菌株 出发菌株的选择是决定诱变效果的重要环节。 对菌种的遗传背景、稳定性、纯一性以及形态、生理、生化等特性研究，都有利于提高诱变效果。;2 出发菌株的纯化 确定诱变出发菌株之后，就要进行纯化。 纯种分离方法，常用划线分离法和稀释分离法。 采用显微操纵仪分离单个??子，培养形成单菌落，这样可以得到完全真实的纯菌株。;; （二）单孢子悬浮液的制备 供试细胞在生理活性方面既要同步，又要处在最旺盛的对数期。 菌悬液中的菌体应该是单细胞或单核的孢子。 生理盐水或缓冲液配制。;;“生物化学统一性”法则： 人和细菌在DNA的结构及特性方面是一致的，能使微生物发生突变的诱变剂必然也会作用于人的DNA，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的后果。;（四）影响突变率的因素 a.菌种的生理状态与诱变效果有密切关系 b.诱变前后的培养条件对诱变效果有明显影响 c.其他外界条件如温度、氧气、pH、可见光等对诱变也有影响;（五）突变株的筛选;;;;;营养缺陷型突变株的筛选方法;（六）菌种特性研究 高产菌株选育之后，为了推广到大生产中去，需要研究菌种的纯度、遗传稳定性、菌落类型、群体的形态、生活能力、产孢子多少，保藏培养基及保藏方法；研究菌种碳、氮源利用情况、菌丝生长速度、菌丝量、发酵液粘度、过滤难易状况；还要注意考察菌种抗生素的组分变化，色素等其他质量问题；还要研究最适移种期、移种量、通气搅拌、温度、pH等等。对于这些重要发酵条件，一般在小型发酵罐和发酵罐之间摸索其间的相关性，为工业化生产提供更为接近的发酵条件。;The end!