发酵工程2菌种选育.ppt

第一章 微生物菌种选育 菌种选育：利用微生物的遗传变异的特性，采用各种手段，改变菌种的遗传性状。 ◇自然选育：根据菌种自然变异的特点进行选育的过程。 ◇人工选育：人为方式改变微生物菌株遗传物质选育过程，包括诱变育种、杂交育种、原生质体融合、基因工程育种等高新技术。 第一节 菌种的来源 一、工业发酵常见微生物种类 细菌 醋杆菌属的醋化醋杆菌、弱氧化醋杆菌 乳酸杆菌 枯草杆菌 丙酮丁醇梭菌 大肠杆菌 谷氨酸棒状杆菌 最常用的工业微生物 酵母菌 酿酒酵母 假丝酵母属 产朊假丝酵母 解脂假丝酵母 热带假丝酵母 毕赤酵母属、汉逊酵母属 最常用的工业微生物 霉菌 曲霉属 米曲霉 黑曲霉 青霉属 青霉菌：点青霉、产黄青霉 桔青霉 根霉属 德氏根霉 米根霉、小麦曲根霉 红曲霉属 紫红曲霉 最常用的工业微生物 放线菌 链霉菌属 小单孢菌属 地中海诺卡氏菌 米苏里游动放线菌 二、工业微生物的来源 根据资料直接向有关科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买； 从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 从一些发酵制品中分离目的菌，如从酱油中分离蛋白酶产生菌；从酒醪中分离淀粉酶或糖化酶产生菌。 三、微生物菌种的选择性分离 菌株分离就是将一个混杂着各种微生物的样品通过分离技术区分开，进而得到所需微生物的过程。 工业微生物产生菌的筛选一般包括两大部分：一是从自然界分离所需菌株；二是把分离的菌株进一步纯化并进行代谢产物鉴别。 菌株的分离和筛选：采样、富集、目的菌筛选等。 采样季节：以温度适中，雨量不多的秋初为好。 采土方式：在选好适当地点后，用小萨子除去表土，取离地面5-15cm处的土约10g，盛入清洁的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好，标记，记录采样时间、地点、环境条件等，以备查考。为了使土样中微生物的数量和类型尽少变化，宜将样品逐步分批寄回，以便及时分离。 2.富集培养 富集培养可增加待分离菌的数量，增加分离的成功率。 为了容易分离到所需的菌种，可以通过配制选择性培养基，选择一定的培养条件来控制。 例如碳源利用的控制，可选定糖、淀粉、纤维素，或者石油等，以其中的一种为唯一碳源，那么只有利用这一碳源的微生物才能大量正常生长，而其它微生物就可能死亡或淘汰。这样对下阶段的纯种分离就会顺利得多。 3.培养分离 尽管通过增殖培养效果显著，但还是处于微生物的混杂生长状态。因此还必须分离，纯化，在固体培养基平板上获得单菌落。 纯种分离的方法有划线分离法、稀释分离法。 4.筛 选 平板上单菌落，通过菌落形态观察，进行菌落鉴定，符合要求，转移到试管斜面进行纯培养。 采用与生产相近的培养基和培养条件，通过三角瓶的容量进行小型发酵试验，以求得适合于工业生产用菌种。 5.毒性试验 自然界的一些微生物是在一定条件下产毒的，将其作为生产菌种应当十分当心，尤其与食品工业有关的菌种，更应慎重。 据有的国家规定，微生物中除啤酒酵母、脆壁酵母、黑曲霉、米曲霉和枯草杆菌作为食用无须作毒性试验外，其他微生物作为食用，均需通过两年以上的毒性试验。 1.基因分离 提取目的基因——密度梯度超速离心等方法分别提取所需要的DNA（目的基因）和作为载体的松弛型细菌质粒。 处理目的基因——加入专一性很强的限制性核酸内切酶进行处理，从而获得带有特定基因并暴露出黏性末端的DNA单链部分。 2.体外重组 目的基因 5～6℃ DNA连接酶 环状重组体 细菌质粒 混合“退火” （复制能力） 3.载体传递 通过载体把供体的遗传基因导入到受体细胞内。载体需具有自我复制的能力。 4.复制和表达 通过自我复制得到扩增，并使受体细胞表达出供体细胞所固有的遗传特性，成为“工程菌” 5.筛选和繁殖 目前分离纯净的基因功能单位还很困难，所以要设法筛选出所需要性状的个体，然后才加以繁殖和利用。 第四节 菌种的保藏与复壮 一、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，特别是利用微生物进行有关生产如抗生素、氨基酸、酿造等工业，更离不开菌种。 所以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。其任务首先是使菌种不致死亡，同时还要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。 二、菌种保藏的原理 菌种保藏主要是根据菌种的生理生化特点，人工创造条件使孢子或菌体的生长代谢活动尽量降低，以减少其变异。 一般可通过保持培养基营养成分在最低水平、缺氧状态，干燥和低温，使菌种处于“休眠”状态，抑制其繁殖能力。 一种好的保藏方法首先应能长期保持菌种原有的优良性状不变，同时还需考虑到方法本身的简便