遗传变异的概念及物质基础.ppt

二、基因工程在微生物方面的应用2、生产新的抗菌素天蓝链霉菌合成蓝色的多酮肽抗菌素－放线紫红素，麦迪霉素产生菌合成褐色的麦迪霉素。经过两级克隆，麦迪霉素产生菌产生一种新的紫色化合物，是麦迪霉素与放线紫红素的杂种化合物，为一种新的抗菌素,命名为MederhodinA。第127页,共151页，星期六，2024年，5月二、基因工程在微生物方面的应用3、改良工业酶生产菌株：蛋白酶、木糖异构酶、纤维素酶、葡萄糖淀粉酶以及凝乳酶等均进行了研究。研究较多的是α-淀粉酶和青霉素酰化酶。1981年起，在枯草杆菌或大肠杆菌中克隆和表达了来自枯草杆菌、淀粉液化芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌等菌种的α－淀粉酶基因，比野生株最高的可达30倍。目前美国已用基因工程菌生产。德国首先克隆大肠杆菌青霉素G酰化酶基因。我国青霉素G酰化酶的产量可达3000单位/L以上。

第128页,共151页，星期六，2024年，5月第129页,共151页，星期六，2024年，5月第五节菌种保藏微生物受外界环境的影响会经常地发生小机率的变异，这种变异可能造成菌种生产性状的劣化或自身死亡。要使菌种在生产中长期保持优良的生产性状就必须设法减少菌种的退化和死亡，做好保藏工作。第130页,共151页，星期六，2024年，5月一、菌种退化及其防治（一）、菌种退化：生产菌株生产性状的劣化或遗传研究菌株遗传标记的丢失。如产孢能力丧失、发酵液产物组成改变、主产物减少和副产物增加等。菌种退化是一个逐渐发展的过程，指细胞群体的变化，而不是指单个细胞的变化。自发变异的单个细胞与其它细胞一起接入新鲜培养基时，由于细胞生理、代谢调节及产生产物的不同，在某些培养条件下，发生自发变异退化细胞的数量可能逐渐增多，经过多次传代能使此变异类型完全占优势而导致细胞群体的退化。第131页,共151页，星期六，2024年，5月一、菌种退化及其防治环境条件可以影响菌种退化的速率。不利环境往往加速突变型生产菌向野生型方向退化。单纯环境条件如碳源、氮源、pH、温度等造成生产性状的下降是因批而异的，下一次发酵可以完全恢复正常，菌种本身并没有变化，不是退化。由于杂菌污染导致生产性状下降也不是退化，通过采取对设备的清洗、维修、重新杀菌等一系列措施，加强无菌操作，可以避免杂菌的继续污染。只有菌株本身性状的劣化，才是退化。第132页,共151页，星期六，2024年，5月一、菌种退化及其防治（二）、菌种退化的原因：1、基因（负）突变。缺陷型基因发生频率很低的回复突变，由于具有生长优势，在传代过程中，数量比例上升很快，就斜面菌种而言退化细胞还只是少数，但发酵过程中这些少数菌的存在会使退化性状表现强烈，成为事实上退化菌种。

第133页,共151页，星期六，2024年，5月一、菌种退化及其防治-2、非基因突变。如构窠曲霉用分生孢子传代，子囊孢子逐渐减少，表现出不产子囊孢子的“突变”；如果用子囊孢子传代，则分生孢子逐渐减少。培养和保藏条件可以从多方面影响菌种的退化。如陈旧的培养物中可能积累对微生物有毒害作用的物质而提高突变率，温度上升也有利于突变，某些营养成分的不足可促进野生型回复突变株的生长优势。泡盛曲霉变异菌株糖化酶产生株在马铃薯葡萄糖培养基上传代酶产量降低极少，在麦汁酵母膏培养基上传到第10代，产酶能力降至1/4。第134页,共151页，星期六，2024年，5月一、菌种退化及其防治（三）、菌种退化的防治：1、菌种选育方法---使用单核细胞；采用较高剂量使单链突变而使另一单链丧失作为模板的能力，减少分离回复。诱变处理后进行充分的后培养及分离纯化，以保证保藏菌种纯粹，不再发生分离回复。2、菌种保藏方式---温度影响自发突变及细胞活力。斜面保藏于4℃时，突变的可能性大，且斜面保藏一般每3个月到半年需传代1次，对菌种不利。作为生产菌株需同时采用斜面保藏和其它的保藏方式如冷冻干燥孢子、砂土管及液氮保存等。保藏所用的斜面培养基组成应根据不同菌种的特性加以选择。第135页,共151页，星期六，2024年，5月一、菌种退化及其防治3、菌种培养条件---①给予营养缺陷型菌适当的营养必需成分降低回复突变频率；②给予抗性菌以一定浓度的药物，使回复的敏感型菌株的生长受到抑制，而生产菌能正常生长；③控制培养基中氮源或碳源的性质，使之有利于生产菌株而不利于退化菌株的生长，从而限制退化菌株的数量上升；④改变培养pH、温度等条件防止退化。如栖土曲霉3.942培养中，培养温度由28～30℃提高到30～34℃防止了产孢子能力的衰退。避免使用陈旧的培养物作为种子。第136页,共151页，星期六，2024年，5月一、菌种退化及其防治4、菌种管理措施--定期针对性地