微生物育种ppt课件
出发菌株的纯化
纯种分离方法，常用划线分离法和稀释平板法。
在诱变育种中，出发菌株的纯化虽然是辅助手段，但 它是不可缺少的技术步骤，例如前面的例子中，灰黄 霉素变种B-53，经自然分离，获得的变株C-04的产 量比前者显著提高。 ▲
组织松,生长速度快
C-2 UV
C-3 NM C-4 X射线 C-7 UV+Lф C-8 UV C-15 NTG C-17 EMS C-19 NS C-20 EMS
213
548 829 1120 1610 2630 3028 3223 4000 8-11.5 7-8 6-8 4-5 4.5-5.2 8-9 8-9 乳白 柠檬黄 柠檬黄 柠檬黄 鹅黄 (边缘柠檬黄) 乳黄 粉玉色
一代诱变约需2～3个月
突变的机制
碱基置换（转换 颠换）
点突变 移码突位、倒位 突 变
自发突变
第一节 诱变育种
诱变育种：是以人工手段诱发微生物基因突变，改变其遗传 结构和功能，从中筛选出产量高、性状优良的突变株， 并 设计出适合该突变株最佳的培养基和条件，使其在最适的工 艺条件下最有效地合成产物。
当的知识和全面的了解。
2.
诱变育种工作量大，周期长，对一般周期为7～
10天的抗生素菌种来说，一代诱变需2～3月，因此 事先需作好充分准备，如全面了解菌种培养特征 和生化特征，以及有关培养条件对其影响等，最 后再进行严密设计，确定正确的选育程序和方法。
诱变育种的步骤 •出发菌株的选择与纯化 •单孢子（单细胞）悬液的制备 •诱变剂及诱变剂量的选择 •诱变处理方法 •高产菌株的分离
4、能诱变产生遗传性变异 5、产量高、收得率高
高产突变是一种数量遗传，是由多基因决定的，产量的提 高，需要通过多代诱发突变逐渐积累 诱变是不定向的，会产生各种突变体，从中筛选出复合要 求的菌种是诱变育种中一项重要而艰苦的工作
突变的产生，打破了原有的细胞代谢系统，必然引起代谢 失调，降低其生存能力，需要注意调整培养基和培养条件， 使突变体能生存下来并发挥作用
一、出发菌株
对出发菌株的要求： (1)从自然界样品中分离筛选出来的野生菌株，虽然产量 较低，但对诱变因素敏感，变异幅度大，正突变率高；
(2)在生产中使用的，具有一定生产能力，并且在生产过 程中经过自然选育的菌株；
(3)采用具有有利性状的菌株，如生长速度快、营养要求 低以及产孢子早而多的菌株；
(4)有些菌株在发生某一变异后会提高对其他诱变因素的敏感 性，故有时可考虑选择已发生其他变异的菌株作为出发菌株。
目标：提高有效产物的产量
改善菌种特性、提高产品质量 简化工艺条件 开发新品种
诱变的不可预测性
正变株 微生物 诱变育种 负变株
高产菌株的缺陷： (1)孢子数量减少 (2)生活周期延长 (3)可能发生回复突变 发生概率大
诱变育种的复杂性
高产突变型菌株是一种数量性状的遗传变异，是
由多基因决定的：
1. 2.
菌号 4541 B-53 诱变代数 1 11 菌落颜色 可溶性色 变株效价 素 提高/% 龟背灰绿 赭石 白 白 火泥棕 海螺橙 鱼鳃红 100 2011 2642 6911
菌落大小 /cm 1.3 0.8 0.6 0.4
菌落表面 结构 平滑疏松 平滑紧密 平滑紧密
71046 10
C-04
自然分离后 0.5
这些基因不可能通过一次诱变全部引起突变
高产菌株产量的提高，是多代诱发突变积累的结果。 只有那些每次诱变后有1～2个控制产量的基因突变，使 产物合成稍有增加，又能维持其最起码代谢平衡的菌 株才能生存下来。 高产菌株的环境适应能力差，育种时必须注意调整环 境条件。
3.
诱变育种的注意事项
1. 在诱变育种前，应该对大生产的设备和工艺具有相
微生物育种
微生物育种的途径：诱变、杂交、基因工程 诱变育种是发酵工业育种的重要手段和技术，目前几乎所 有工业生产菌种都经过诱变处理。 从自然界分离的野生菌株，在产量或质量上均难适合工业 化生产的要求。理想的工业生产菌种必须具备： 1、遗传性状稳定 2、纯净无污染
3、繁殖力强、生长速度快、短时间内能产生所需产物
平滑紧密
平滑紧密
白
白
淡可可棕 3547
D-756 13
几乎每代出发菌株分别在发酵单位、菌落大小、菌落结构或颜色、基质菌丝 颜色、可溶性色素以及生长速度等表型发生过变异，继续经诱变处理，产量 又有显著的提高。 ▼
头孢菌素C产生菌C-20诱变系谱菌株表型变异与产量递增关系
菌株编号 C-1 抗生素产量 /% 100 表型特征 菌落直径 基质菌丝颜色 其他
连续诱变育种过程中如何选择出发菌株 突变株的产量是数量遗传，只能逐步累加，一次性大幅度提高 发酵水平不太容易。 在选择出发菌株时，应挑选每代诱变处理后均有一些表型上改 变的菌株，如发酵单位有一定程度的提高、形态上发生过一次 变异或产生过回复突变的菌株等，以利于突变率的增加。
表：灰黄霉素高产菌D-756诱变系谱菌 株表型变异与产量递增的关系
诱变育种有以下几个优点：速度快，收效大、方法简单。
诱变育种的三大要素：诱变剂、诱变条件、筛选技术。 分三个阶段：菌种基因型改变， 突变体筛选，产量评估
诱变育种的目标及用途
概念：选用理、化致变剂处理均匀而分散的微生
物细胞群，促使其突变率显著提高；采用简便、 快速和高效的筛选法筛选出少数符合育种目的 的突变株来供生产实践与研究应用。
例如，在金霉素生产菌株中，曾发现以分泌黄色色素的菌株作出发菌株时， 只会使产量下降，而以失去色素的变异菌株作出发菌株时，则产量会不断 提高；
(5)采用一类被称为“增变菌株”的变异菌株，它们对诱变剂 的敏感性比原始菌株大为提高，更适宜作为出发菌株； (6)在选择产核苷酸或氨基酸的出发菌株时，应考虑能累积少 量所需产物或其前体的菌株; 而在选择产抗生素的出发菌株 时，最好选择已通过几次诱变并发现每次的效价都有一定程 度提高的菌株作为出发菌株。
组织紧密,生长速度慢
生长速度快 菌落表面不规则纹蜜集 沉没培养形成菌团 菌苔变厚,纹变疏 菌落边缘不规则,生长较慢 菌苔稍增厚 菌苔厚,边缘规则,放射纹疏 菌苔扁薄,边齐,放射纹密
这些表型上改变了的菌株，说明已动摇了遗传稳定性，继续处理，对 诱变剂的敏感性就提高了，因而容易发生变异，易于达到育种目的
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《微生物杂交育种》课件
CHAPTER 02
微生物杂交育种的方法与技术
微生物的分类与特点
微生物的分类
微生物是生物界中最小的一类生物，主要分为原核微生物和 真核微生物两大类。原核微生物包括细菌、放线菌、蓝细菌 等，真核微生物包括真菌、原生动物和显微藻类等。
微生物的特点
微生物具有体积小、比表面积大、繁殖快、代谢能力强等特 点，因此在工业、农业、医药等领域具有广泛的应用价值。
在工业生产中的应用
生物能源生产
通过杂交育种技术，可以培育出具有 高效产油能力的微生物，用于生物柴 油和生物汽油的生产，减少对化石燃 料的依赖。
化学品生产
微生物杂交育种技术在化学品生产中 也有广泛应用，如氨基酸、抗生素、 维生素等的生产，可以通过优化微生 物菌种来提高生产效率和降低成本。
在环境保护中的应用
《微生物杂交育种》 ppt课件
CONTENTS 目录
• 微生物杂交育种概述 • 微生物杂交育种的方法与技术 • 微生物杂交育种的优缺点 • 微生物杂交育种的应用前景 • 微生物杂交育种的挑战与展望
CHAPTER 01
微生物杂交育种概述
定义与特点
定义
微生物杂交育种是指通过有性杂 交或准性杂交，将两个或多个微 生物的遗传物质重新组合，以产 生具有新性状的后代。
特点
具有高效、快速、定向育种的特 点，能够创造新的基因型和表型 ，为微生物育种提供丰富的遗传 资源。
杂交育种的历史与发展
历史
微生物杂交育种的历史可以追溯到20世纪50年代，当时科学家开始探索不同微 生物之间的基因交流。随着技术的不断进步，微生物杂交育种逐渐成为一种有 效的育种手段。
发展
近年来，随着基因编辑技术的发展，微生物杂交育种与基因编辑技术相结合， 使得定向改造和优化微生物成为可能，为工业生产和环境保护等领域提供了更 多选择。
《微生物纯培养技术》课件
纯培养技术可用于病原微生物的分离、鉴 定和药物敏感性试验，为临床诊断和治疗 提供依据。
微生物纯培养技术
02
的基本原理
微生物的分离与纯化
微生物的分离
通过选择合适的培养基和培养条件， 将混合的微生物群体分离成单一的微 生物个体。
微生物的纯化
通过反复划线、稀释接种等方法，获 得纯培养的微生物，即同一菌种或纯 种微生物的培养。
微生物的培养基
培养基的组成
培养基是由水、碳源、氮源、无机盐 等组成，根据不同微生物的需求，培 养基的成分和比例会有所不同。
培养基的制备
根据配方和操作步骤，将各种成分混 合在一起，经过灭菌处理后，制成适 合微生物生长的培养基。
微生物的培养条件
温度
不同微生物对温度的需求不同，适宜的 温度可以促进微生物的生长和代谢。
生理生化特性分析
测定微生物的生理生化特性，如氧化酶试验 、糖发酵试验等。
应用前景探讨
探讨微生物纯培养技术在生产、科研等领域 的应用前景和潜在价值。
微生物纯培养技术04Fra bibliotek的应用实例
在医学领域的应用
抗生素生产
01
微生物纯培养技术用于分离和培养具有抗生素产生能力的菌株
，为医学领域提供大量抗生素。
疾病诊断
《微生物纯培养技术》 ppt课件
目 录
• 微生物纯培养技术概述 • 微生物纯培养技术的基本原理 • 微生物纯培养技术的实验操作 • 微生物纯培养技术的应用实例 • 微生物纯培养技术的挑战与展望
微生物纯培养技术
01
概述
微生物纯培养技术的定义
01
微生物纯培养技术是指通过一定 的物理、化学手段，将自然界中 混杂的微生物群体分离出来，获 得纯种微生物的技术。
工业微生物育种学PPT课件
代谢流量调控
通过调节代谢流量，改变代谢产物的合成途 径和合成量，从而获得具有新性状的工程菌。
组合育种与高通量筛选
组合育种
将不同的育种方法进行组合，综合利用各种 方法的优势，提高育种效率和成功率。
高通量筛选
利用高通量筛选技术，快速、高效地对大量 菌株进行筛选，寻找具有优良性状的菌株。
04
工业微生物育种实践与应 用
05
工业微生物育种面临的挑 战与未来发展
基因编辑技术的伦理与法规问题
伦理问题
基因编辑技术对人类基因的干预引发了关于人类尊严 、生命伦理等方面的争议。在工业微生物育种中，应 充分考虑伦理原则，尊重生命、维护人类尊严。
法规问题
随着基因编辑技术的不断发展，各国政府正在制定相关 法律法规，以规范技术的合理应用。在工业微生物育种 中，应遵守相关法规，确保技术的合法性和安全性。
提高产率与生产效率
总结词
通过育种手段优化微生物的代谢途径，提高目标产物 的合成效率。
详细描述
工业微生物育种学通过基因工程技术对微生物进行改 造，优化其代谢途径，提高目标产物的合成效率，从 而提高整个生产过程的产率与生产效率。
降低生产成本与资源利用
要点一
总结词
降低生产成本，提高资源利用率，实现可持续发展。
特点
工业微生物育种学具有高度的应用性和实践性，强调对微生物的遗传特性和代 谢机制的深入理解，通过定向改造和优化微生物，实现工业生产的可持续发展 和高效性。
重要性及应用领域
重要性
随着生物技术的迅猛发展，工业微生物育种学在提高工业生产效率、降低成本、减少环境污染等方面发挥着越来 越重要的作用。通过对微生物的遗传改良，可以突破传统育种方法的限制，实现高效、精准的工业生产。
《微生物的菌种选育》课件
诱变育种
总结词
诱变育种是一种通过使用物理、化学或生物诱变剂，诱发微生物发生基因突变，从而获得所需性状的育种方法。
详细描述
诱变育种通常需要处理少量材料，因为诱变剂可以直接诱发基因突变。该方法效率较高，可以快速获得所需的突 变体。常用的物理、化学诱变剂包括紫外线、X射线、化学诱变剂等。生物诱变剂则包括某些细菌或病毒等。
培养条件控制
法规与伦理问题
微生物的生长和代谢受到培养条件的影响 ，如温度、pH、氧气浓度等，这些条件的 细微变化可能导致实验结果的波动。
在某些应用领域，如药物和食品工业，微 生物菌种选育可能面临严格的法规和伦理 要求，需要遵循相关规定和标准。
未来的发展方向
高通量筛选技术 随着高通量筛选技术的发展，未 来可以更快地筛选到具有优良性 状的微生物菌种，提高选育效率 和成功率。
基因组编辑技术
总结词
基因组编辑技术是一种通过精确地编辑微生物的基因组序列，从而获得所需性状的育种方法。
详细描述
基因组编辑技术包括CRISPR-Cas9等基因编辑技术，可以精确地编辑和修改微生物的基因组序列，从 而获得具有优良性状的菌株。该方法需要一定的基因组编辑技术基础，但具有高效率和精确性等优点 。
在医药领域的应用
抗生素生产
许多抗生素是由微生物产生的，通过 菌种选育可以获得高产抗生素的菌株 ，用于治疗各种疾病。
疫苗生产
疫苗的生产也需要用到菌种选育技术 ，通过选育具有特定抗原性的菌株， 可以生产出预防各种疾病的疫苗。
在环境保护中的应用
生物治理
通过菌种选育可以获得具有高效降解能力的 菌株，用于处理各种环境污染，如废水处理 、土壤修复等。例如，通过选育能够降解有 机污染物的细菌和真菌，可以有效治理水体 和土壤污染。
微生物遗传育种课件,基因突变
类型称为“突变”。
1、突变（Mutation）：指遗传物质发生了稳定 的可遗传的变化，所有的突变都是DNA结构中碱 基所发生的改变。
2、突变体（Mutant）：携带突变的生物个体或 群体或株系，称为突变体。
3、突变基因（Mutant Gene）和野生型基因 （Wild Gene）：发生了突变的基因称为突变基 因，没有发生突变的基因称为野生型基因。
λ galK2 mtl-1 xyl-5 ara-14 rpsL31 tsx-33 - supE44
三、突变的分类
1、按照突变生成的过程（或原因）来看：可分为自发突变和诱发突变。
2、从DNA碱基序列改变多少来分可分为单点突变和多点突变。
点突变
碱基替代 碱基插入 碱基缺失
颠换 转换
3、从阅读框架的影响来看有所谓的移框突变。
2、产生同样表型的不同基因座位，在上述斜体小写的英文3个字母后加上一个 斜体的大写字母以示区别，如trp A。
3、一个基因的不同突变位点是在这个突变基因座位符号后，按分离先后次序 用数字来表示，如果不知道这些突变属于哪一个基因座位，则用“—”来代替。
如trp A 23,trp —54
4、表型特性同样用3个字母来表示，但第一个字母大写，以便于基因符号清楚 的区别。
第三节 诱变的机制
1. 概念：
原核或真核细胞基因组中可以从一个 位置转移到另一个位置的遗传因子叫做转 座因子。
第三节 诱变的机制
从不同体系中分离到的转座因子往往给 予不同的符号表示，如细菌的转座因子：IS （insertion sequence），Tn（transposon）； 酵母的转座因子：Ty（transposon yeast）； 果蝇的转座因子：Copia或FB(fold back)等等。 细菌中可能转座的遗传因子大致可分三类： 插入顺序（IS）、转座子（Tn）和某些温和 噬菌体（如Mu-1φ108）。
1、突变（Mutation）：指遗传物质发生了稳定 的可遗传的变化，所有的突变都是DNA结构中碱 基所发生的改变。
2、突变体（Mutant）：携带突变的生物个体或 群体或株系，称为突变体。
3、突变基因（Mutant Gene）和野生型基因 （Wild Gene）：发生了突变的基因称为突变基 因，没有发生突变的基因称为野生型基因。
λ galK2 mtl-1 xyl-5 ara-14 rpsL31 tsx-33 - supE44
三、突变的分类
1、按照突变生成的过程（或原因）来看：可分为自发突变和诱发突变。
2、从DNA碱基序列改变多少来分可分为单点突变和多点突变。
点突变
碱基替代 碱基插入 碱基缺失
颠换 转换
3、从阅读框架的影响来看有所谓的移框突变。
2、产生同样表型的不同基因座位，在上述斜体小写的英文3个字母后加上一个 斜体的大写字母以示区别，如trp A。
3、一个基因的不同突变位点是在这个突变基因座位符号后，按分离先后次序 用数字来表示，如果不知道这些突变属于哪一个基因座位，则用“—”来代替。
如trp A 23,trp —54
4、表型特性同样用3个字母来表示，但第一个字母大写，以便于基因符号清楚 的区别。
第三节 诱变的机制
1. 概念：
原核或真核细胞基因组中可以从一个 位置转移到另一个位置的遗传因子叫做转 座因子。
第三节 诱变的机制
从不同体系中分离到的转座因子往往给 予不同的符号表示，如细菌的转座因子：IS （insertion sequence），Tn（transposon）； 酵母的转座因子：Ty（transposon yeast）； 果蝇的转座因子：Copia或FB(fold back)等等。 细菌中可能转座的遗传因子大致可分三类： 插入顺序（IS）、转座子（Tn）和某些温和 噬菌体（如Mu-1φ108）。
微生物的遗传变异和育种PPT课件
实验设计者
1952年，美国的莱德伯格夫妇
实验材料
E.coli K12
实验过程
Lederberg 的平板培养法
（四）突变的特点
不对应性 自发性 稀有性 独立性 诱变性 稳定性 可逆性
核基因组
真核生物的 有核膜包裹的真核
(DNA+组蛋白)
原核生物的 无核膜包裹的核区
(环状双链DNA)
线粒体
真核生物的
细胞质基因 共生生物
叶绿体等
核外染色体
2um质粒等 F因子(F质粒)
R因子(R质粒)
原核生物的
Col质粒
Ti质粒 巨大质粒
降解性质粒等
原核生物的质粒
1. 质粒的定义
•指游离于原核生物核基因组以外，具有独立复制 能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子，即 cccDNA(circular covalently closed DNA)。
4）Ti质粒 (tumor inducing plasmid)
Agrobacterium tumefaciens（根
癌土壤杆菌）从一些双子叶植物的受 伤根部侵入，最后在其中溶解，释放 出Ti质粒，其上的T-DNA片段与植物 细胞中的核染色体组发生整合，合成 正常菌株所没有的冠瘿碱类，破坏控 制细胞分裂的激素调节系统，从而使 它转变成癌细胞。
自发突变几率 一般在10-6~10-9范围内；
突变率为10-9的含义
抗性突变是最常见的突变类型；
细菌产生抗药性的途径 基因突变 抗药性质粒的转移 生理适应
由基因突变引起的抗药性的原因？
两种观点：
突变的性状与引起突变的原因间呈对应 性 — 抗性突变株的产生是由环境因素 诱发出来的，属定向变异；
1952年，美国的莱德伯格夫妇
实验材料
E.coli K12
实验过程
Lederberg 的平板培养法
（四）突变的特点
不对应性 自发性 稀有性 独立性 诱变性 稳定性 可逆性
核基因组
真核生物的 有核膜包裹的真核
(DNA+组蛋白)
原核生物的 无核膜包裹的核区
(环状双链DNA)
线粒体
真核生物的
细胞质基因 共生生物
叶绿体等
核外染色体
2um质粒等 F因子(F质粒)
R因子(R质粒)
原核生物的
Col质粒
Ti质粒 巨大质粒
降解性质粒等
原核生物的质粒
1. 质粒的定义
•指游离于原核生物核基因组以外，具有独立复制 能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子，即 cccDNA(circular covalently closed DNA)。
4）Ti质粒 (tumor inducing plasmid)
Agrobacterium tumefaciens（根
癌土壤杆菌）从一些双子叶植物的受 伤根部侵入，最后在其中溶解，释放 出Ti质粒，其上的T-DNA片段与植物 细胞中的核染色体组发生整合，合成 正常菌株所没有的冠瘿碱类，破坏控 制细胞分裂的激素调节系统，从而使 它转变成癌细胞。
自发突变几率 一般在10-6~10-9范围内；
突变率为10-9的含义
抗性突变是最常见的突变类型；
细菌产生抗药性的途径 基因突变 抗药性质粒的转移 生理适应
由基因突变引起的抗药性的原因？
两种观点：
突变的性状与引起突变的原因间呈对应 性 — 抗性突变株的产生是由环境因素 诱发出来的，属定向变异；
育种PPT教学课件
有利变异少，诱变的方向和性质不能控 制，须大量处理材料。
（3）举例： 青霉素高产菌株的获得
（5）说明： 该种方法常用于微生物育种、农 作物诱变育种等
• 原理 • 方法 • 过程 • 优点 • 缺点
杂交育种
基因重组 杂交
杂交→连续自交→选优
能根据人的预见把位于两个生 物体上的优良性状集于一身
时间长，需及时发现优良性状
高中生物课件
预习提纲： 1.卵裂与有丝分裂有什么区别？ 2.胚胎发育经历了过程是怎样的 ？ 3.原肠胚的各胚层发育成了什么？ 4.羊膜的出现及其意义是什么？ 5.胚后发育的两种发育方式是什么？
引入新课 胚胎的发育 板书总结1 2
高等动物 的个体发育
动画
胚后发育
思 考 原肠腔
原肠胚
原肠胚
原肠胚
原肠胚
重复
外胚层 原肠腔
原肠胚
中胚层 原肠腔
原肠胚
内胚层 原肠腔
原肠胚
原肠腔
原肠胚
外胚层 内胚层
中胚层
原肠腔 胚孔
原肠胚
返回
原肠腔
原肠胚
外胚层
中胚层 内胚层
（二）胚后发育
蝌蚪
生活在水中 用鳃呼吸 有尾无四肢 心脏一心房
一心室
变态发育
青蛙
水、陆 地 用肺呼吸 有四肢无尾
说明： 对于微生物来说，该项技术须与发酵工
程密切配合，才能获得人类所需要的产物。
细胞工程育种
• 原理 • 方法
细胞的全能性 植物：体细胞杂交 动物：细胞融合、核移植
• 过程 • 优点 • 缺点
植物：去细胞壁→细胞融合→组织培养
动物克隆：核移植→胚胎移植
能克服远缘杂交的不亲和性，有目的地培育优良 品种 动物体细胞克隆，可用于保存濒危物种、 保持优良品种、挽救濒危动物
（3）举例： 青霉素高产菌株的获得
（5）说明： 该种方法常用于微生物育种、农 作物诱变育种等
• 原理 • 方法 • 过程 • 优点 • 缺点
杂交育种
基因重组 杂交
杂交→连续自交→选优
能根据人的预见把位于两个生 物体上的优良性状集于一身
时间长，需及时发现优良性状
高中生物课件
预习提纲： 1.卵裂与有丝分裂有什么区别？ 2.胚胎发育经历了过程是怎样的 ？ 3.原肠胚的各胚层发育成了什么？ 4.羊膜的出现及其意义是什么？ 5.胚后发育的两种发育方式是什么？
引入新课 胚胎的发育 板书总结1 2
高等动物 的个体发育
动画
胚后发育
思 考 原肠腔
原肠胚
原肠胚
原肠胚
原肠胚
重复
外胚层 原肠腔
原肠胚
中胚层 原肠腔
原肠胚
内胚层 原肠腔
原肠胚
原肠腔
原肠胚
外胚层 内胚层
中胚层
原肠腔 胚孔
原肠胚
返回
原肠腔
原肠胚
外胚层
中胚层 内胚层
（二）胚后发育
蝌蚪
生活在水中 用鳃呼吸 有尾无四肢 心脏一心房
一心室
变态发育
青蛙
水、陆 地 用肺呼吸 有四肢无尾
说明： 对于微生物来说，该项技术须与发酵工
程密切配合，才能获得人类所需要的产物。
细胞工程育种
• 原理 • 方法
细胞的全能性 植物：体细胞杂交 动物：细胞融合、核移植
• 过程 • 优点 • 缺点
植物：去细胞壁→细胞融合→组织培养
动物克隆：核移植→胚胎移植
能克服远缘杂交的不亲和性，有目的地培育优良 品种 动物体细胞克隆，可用于保存濒危物种、 保持优良品种、挽救濒危动物
微生物遗传育种实验-PowerPointPresent
注：配方见《微生物实验讲义》69页。
5
2.做对数期培养：
取一支肉汤培养基，接入1299，于30度下培养24 小时。
（二）制备菌悬液、紫外线诱变
1.离心洗涤菌体：
将对数期培养的菌液，进行2500转/分离心5分， 倒掉上清夜，加入5ML生理盐水振荡混匀后，再 进行一次离心。
2.配制菌液和诱变 ：
• 菌液：在离心后的菌体中加入生理盐水，振荡混 匀后，倒入无菌平皿中，加入生理盐水，使总液 量达到10ML。
7
（四）涂CM平皿、培养突变型 • 1.倒CM平板：
融化完全培养基，倒2个平板。 • 2.稀释和涂CM平皿：
将培养液进行10-1、10-2稀释剃度，各吸取 0.1ML分别接入2个平板，进行培养。
8
（五）检出缺陷型 • 1.倒CM、MM平板：
融化CM、MM培养基，各制备一个平板。 在平板下贴好画有20个小格的纸。 • 2.用逐个检出法检测 用牙签挑取20个长势 良好的菌落，先接在
1 组氨酸 苏氨酸 谷氨酸 天冬 亮氨酸 甘氨酸 氨酸
组2
3
别4
6
11
五、试验结论
• 得出结论，分析实验中遇到的问题。 • 进行考试。
12
无悔无愧于昨天，丰硕殷实 的今天，充满希望的明天。
13
微生物遗传育种实验
-氨基酸营养缺陷型突变株的筛选
1
一、目的要求
• 了解营养缺陷型突变株选育的原理。 • 学习并掌握细菌氨基酸营养缺陷型的
诱变、筛选与鉴定方法。
2
二、基本原理
• 营养缺陷型是指野生型菌株由于某些物理因素 或化学因素处理，使编码合成代谢途径中某些 酶的基因突变，丧失了合成某些代谢产物(如 氨基酸、核酸碱基、维生素)的能力，必须在 基本培养基中补充该种营养成分，才能正常生 长的一类突变株。这类菌株可以通过降低或消 除末端产物浓度，在代谢控制中解除反馈抑制 或阻遏，而使代谢途径中间产物或分支合成途 径中末端产物积累。在氨基酸、核苷酸生产中 已广泛使用营养缺陷型菌株。
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2.做对数期培养：
取一支肉汤培养基，接入1299，于30度下培养24 小时。
（二）制备菌悬液、紫外线诱变
1.离心洗涤菌体：
将对数期培养的菌液，进行2500转/分离心5分， 倒掉上清夜，加入5ML生理盐水振荡混匀后，再 进行一次离心。
2.配制菌液和诱变 ：
• 菌液：在离心后的菌体中加入生理盐水，振荡混 匀后，倒入无菌平皿中，加入生理盐水，使总液 量达到10ML。
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（四）涂CM平皿、培养突变型 • 1.倒CM平板：
融化完全培养基，倒2个平板。 • 2.稀释和涂CM平皿：
将培养液进行10-1、10-2稀释剃度，各吸取 0.1ML分别接入2个平板，进行培养。
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（五）检出缺陷型 • 1.倒CM、MM平板：
融化CM、MM培养基，各制备一个平板。 在平板下贴好画有20个小格的纸。 • 2.用逐个检出法检测 用牙签挑取20个长势 良好的菌落，先接在
1 组氨酸 苏氨酸 谷氨酸 天冬 亮氨酸 甘氨酸 氨酸
组2
3
别4
6
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五、试验结论
• 得出结论，分析实验中遇到的问题。 • 进行考试。
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无悔无愧于昨天，丰硕殷实 的今天，充满希望的明天。
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微生物遗传育种实验
-氨基酸营养缺陷型突变株的筛选
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一、目的要求
• 了解营养缺陷型突变株选育的原理。 • 学习并掌握细菌氨基酸营养缺陷型的
诱变、筛选与鉴定方法。
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二、基本原理
• 营养缺陷型是指野生型菌株由于某些物理因素 或化学因素处理，使编码合成代谢途径中某些 酶的基因突变，丧失了合成某些代谢产物(如 氨基酸、核酸碱基、维生素)的能力，必须在 基本培养基中补充该种营养成分，才能正常生 长的一类突变株。这类菌株可以通过降低或消 除末端产物浓度，在代谢控制中解除反馈抑制 或阻遏，而使代谢途径中间产物或分支合成途 径中末端产物积累。在氨基酸、核苷酸生产中 已广泛使用营养缺陷型菌株。
微生物遗传育种
原生质体融合操作示意图
五、基因工程育种
20世纪70年代 包括基因工程、分子定向进化等 以微生物本身为出发菌株利用基因工程方法进行改造而获得
的工程菌，或者是将微生物甲的某种基因导入到乙中，使后 者具有前者的某些性状或表达前者的某些基因产物而获得的 新菌种。 优点：克服远缘杂交的不亲和障碍、定向改变生物性状 缺点：可能会引起生态危机、技术难度大
3.溶源性转变
概念：当温和噬菌体感染宿主而使其发生溶源化时，因噬菌体的基因整合到宿主 的核基因组上，而使后者获得了除免疫性以外的新性状的现象，称为溶源转变。
区别： 当宿主丧失其原噬菌体时，通过溶源转变而获得的新性状也随之消失 温和噬菌体不携带来自供体菌的外源基因，是噬菌体自身基因使宿主获得新 性状 温和噬菌体是完整的，不是缺陷的 获得新性状的是溶源化的宿主细胞，不是转导子
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基因重组（gene recombination）：通过两个具有不同优良性状的亲本菌株 杂交达到基因重组，使两个亲本的优良性状集中到一个重组菌株内。
杂交育种(Hybridization breeding)：一般是指人为利用真核微生物的有性 杂交或准性生殖，或原核微生物的接合、转导和转化等过程，促使两个具不 同遗传性状的菌株发生基因重组，以获得性能优良的生产菌株。
诱变育种的特点
诱变育种存在一定的盲目性和随机性，但操作简便、突变率高、突 变谱广，不仅能提高产量、改进质量，还能扩大产品种类和简化工艺条 件，用于代谢控制育种和杂交育种。因此，发酵工业的优良菌种的选育 主要采用诱变育种方法。
长期诱变会出现产量性状难以继续提高的问题，菌株生活能力一般 会逐渐下降，例如生长周期延长，孢子量减少，代谢减慢，产量增加缓 慢等。
常见微生物菌种保藏方法比较
第八章微生物的遗传变异与育种ppt课件
（8） 易于形成营养缺陷型；
（9） 各种微生物一般都有相应的病毒；
（10） 存在多种处于进化过程中的原始有性 其它许多主要的生物学基本理 论问题中最热衷的研究对象。
❖对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现代分子生物 学和生物工程学的发展，而且为育种工作提供了丰富的理 论基础，促使育种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、 从随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。
（movable gene）。
转座因子
定义：可在DNA链上改变自身位置的一段DNA序列。
原核生物中的转座子类型 转座的遗传效应
插入（IS）序列
转座子(Tn)
特殊病毒（Mu噬 菌体）
插入序列（IS，insertion sequence)
分子量最小（仅0.7~1.4kb），只有引起转座的转座酶基 因而不含其它基因，具有反向末端重复序列。已在染色体、 F因子等质粒上发现IS序列。E . coli的F因子和核染色体组 上有一些相同的IS，通过这些同源序列间的重组，就可使 F因子插入到E . coli的核染色体组上，形成Hfr菌株。因IS 在染色体组上插入的位置和方向的不同，其引起的突变效 应也不同。IS被切离时引起的突变可以回复，如果因切离 部位有误而带走IS以外的一部分DNA序列，就会在插入部 位造成缺失，从而发生新的突变。
第八章 微生物的遗传变异与育种
➢ 第一节 遗传变异的物质基础 ➢ 第二节 微生物的基因组结构 ➢ 第三节 质粒和转座因子 ➢ 第四节 基因突变及修复 ➢ 第五节 基因重组 ➢ 第六节 微生物育种 ➢ 第七节 菌种的衰退、复壮与保藏
遗传与变异的概念
遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。
❖ 遗传：亲代将自身一整套遗传因子传递给下一代的行为和 功能，