第二章微生物菌种选育
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发酵工程(2)第二章 工业微生物菌种的选育与扩大培养
淀粉酶活力极强，多作糖 化酶使用；具有较强的蛋白质 分解能力，可用于制造腐乳。
华根霉 ( Rhizopus chinentis )
酿酒所必须的重要霉菌，也是 酸性蛋白酶和腐乳生产中的重要菌 种。
2、毛霉 ( Mucor )
鲁氏毛霉 ( Mucor rouxianus ) 能糖化淀粉且能生成少量酒精；能产生
6、醋酸菌 (Acetobacter)
➢ 不形成芽孢，G－，好气性 ➢ 可生产醋酸.
7、棒状杆菌 (Corynebacterium) ➢ 是谷氨酸和其他氨基酸的高产菌.
8、短杆菌 (Brevibacterium)
氨基酸、核苷酸工业生产中常用的菌种，也是酶法 合成生产辅酶A的菌种.
9、黄单胞菌 (Xanthomonas)
5、假丝酵母 (Candida)
➢能形成假丝，液体培养时能 形成浮膜。 ➢可生产SCP、甘油、脂肪酶。
6、红酵母 (Rhodotorula)
➢有明显的红色或黄色色 素，很多种因生荚膜而形 成粘质状菌落。 ➢可由菌体提取大量脂肪、 -胡萝卜素。
7、棉病针孢酵母 ( Nematspora gossypii )
2、葡萄汁酵母 (Saccharomyces uvarum)
与酿酒酵母相似，主要的区别在于葡萄汁酵母能发酵 棉子糖和蜜二糖。
3、汉逊酵母 (Hansenula)
此属酵母多能产生乙酸乙酯，从而增加产品的香 味，可用于酿酒和食品工业。
4、球拟酵母 (Toruiopsis)
此属酵母有些种能产生不同比例的甘油、赤藓 糖、阿拉伯糖；有的能利用烃类生产蛋白质。
复筛 不纯 第四次平板分离
第三次菌种保藏
第四次原种斜面
初步工艺条件摸索
再复筛
华根霉 ( Rhizopus chinentis )
酿酒所必须的重要霉菌，也是 酸性蛋白酶和腐乳生产中的重要菌 种。
2、毛霉 ( Mucor )
鲁氏毛霉 ( Mucor rouxianus ) 能糖化淀粉且能生成少量酒精；能产生
6、醋酸菌 (Acetobacter)
➢ 不形成芽孢，G－，好气性 ➢ 可生产醋酸.
7、棒状杆菌 (Corynebacterium) ➢ 是谷氨酸和其他氨基酸的高产菌.
8、短杆菌 (Brevibacterium)
氨基酸、核苷酸工业生产中常用的菌种，也是酶法 合成生产辅酶A的菌种.
9、黄单胞菌 (Xanthomonas)
5、假丝酵母 (Candida)
➢能形成假丝，液体培养时能 形成浮膜。 ➢可生产SCP、甘油、脂肪酶。
6、红酵母 (Rhodotorula)
➢有明显的红色或黄色色 素，很多种因生荚膜而形 成粘质状菌落。 ➢可由菌体提取大量脂肪、 -胡萝卜素。
7、棉病针孢酵母 ( Nematspora gossypii )
2、葡萄汁酵母 (Saccharomyces uvarum)
与酿酒酵母相似，主要的区别在于葡萄汁酵母能发酵 棉子糖和蜜二糖。
3、汉逊酵母 (Hansenula)
此属酵母多能产生乙酸乙酯，从而增加产品的香 味，可用于酿酒和食品工业。
4、球拟酵母 (Toruiopsis)
此属酵母有些种能产生不同比例的甘油、赤藓 糖、阿拉伯糖；有的能利用烃类生产蛋白质。
复筛 不纯 第四次平板分离
第三次菌种保藏
第四次原种斜面
初步工艺条件摸索
再复筛
第二章菌种选育3
基同步培养离心洗涤玻璃珠震荡分散过滤
单细胞或孢子悬浮液
诱
活菌计数
诱变处理 诱变处理预备实验
变
处理液活菌计数 平板分离
育
形态变异并计算其变异率
种
斜面培养
初筛、复筛 自然分离和再复筛
保藏及扩大试验
• 出发菌株的选择 • 诱变剂的选择 • 诱变操作（包括诱变剂量的选择） • 突变株的筛选 • 突变高产菌的表现及筛选条件的配合
步骤七
由第五步骤的第一区中划出第二区，如右上 图。
步骤八
重复第六以及第七步骤，由第七步骤的第二区中 划出第三区，如右上图。
步骤九
重复第六以及第七步骤，由第八步骤的第三区 中划出第四区，划满剩下的空间。完成后的营 养平板，如右上图。
步骤十
在营养平板上贴好标签， 标示好接种日期、操作者 姓名、菌种学名以及培养 基名称。
初筛：以量为主 复筛：以质为主
二、诱变育种
用各种物理、化学的因素人工诱发基因突 变。 诱变剂：能够提高生物体突变频率的物质。
诱变剂
物理：紫外线，快中子 化学：硫酸二乙酯，亚硝基胍 生物：噬菌体
诱变育种的主要环节 （1）以合适的诱变剂处理细胞悬浮液
——诱变 （2）用合适的方法淘汰负效应变异株，
选出性能优良的正变异株——筛选
变异株 代谢控制育种
基因工程定向育种
微生物工业对大规模生产用菌的要求原则：
（1）所需培养基易得，价格低廉； （2）培养和发酵条件温和（糖浓度、温度、pH、
溶解氧、渗透压等） （3）生长速度和反应速度较快，发酵周期短 （4）单产高 （选择野生型、营养缺陷型或调节
突变株）
（5）抗病毒能力强 （6）菌种纯粹，不易变异退化，稳定性好 （7）菌体不是病源菌，不产生任何有害的生
第二章 菌种的筛选、选育和保藏
1、能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高 效地合成产物。 2、有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌 种改造的可操作性要强。 3、遗传性能要相对稳定。 4、不易感染它种微生物或噬菌体。 5、产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上 最好与致病菌无关）。 6、生产特性要符合工艺要求。
菌种的筛选、选育和保藏
造成变异的原因是有： 长期保藏，频繁的传代，菌体在代谢过程中产生具有诱变 作用的物质，诱发DNA结构的改变。DNA中存在的增变基因 也可能诱发自然突变等。 由于引起变异的因素一般不很剧烈，而且变异了的基因要 通过繁殖时DNA复制传给子代，使突变基因在数量上增加 到占优势时，才能使群体表现出性状的变异来，可以看出 这是一个缓慢渐变的过程。
发酵工业菌种的分离、筛选 二、菌种获得的途径
1、从菌种保存机构直接购买 2、从自然界中筛选 3、在生产过程中发酵分离筛选的步骤
定方案--样品采集--样品预处理--目的菌富集培养-菌种分离--菌种初筛--菌种复筛--菌种发酵性能鉴定
菌种的筛选、选育和保藏
发酵工业菌种的分离、筛选 定方案
菌种的筛选、选育和保藏
菌种的选育 （一）、诱变剂和诱变处理（见书P38） 物理诱变剂：射线如紫外线、X—射线、γ—射线，
快中子； 物理因素中目前使用得最方便而且十分有效的是紫外线。 许多高产菌株的选育都用过紫外线，对于一般实验室、 中小型工厂都适用，也很安全。 其他的几种射线都是电离性质的，有一定的穿透力，一 般都由专业人员在专门的设备中使用，否则有一定危险 性。
目的:经过富集的微生物虽然在数量上占优势,但是得到的 培养物还是多种微生物的混合物,所以需要进行菌种的分 离。 常用的分离方法有： 1、平板划线分离法 2、稀释分离法 3、简单平板分离法 4、涂布分离法 5、毛细管分离法 6、小滴分离法
菌种的筛选、选育和保藏
造成变异的原因是有： 长期保藏，频繁的传代，菌体在代谢过程中产生具有诱变 作用的物质，诱发DNA结构的改变。DNA中存在的增变基因 也可能诱发自然突变等。 由于引起变异的因素一般不很剧烈，而且变异了的基因要 通过繁殖时DNA复制传给子代，使突变基因在数量上增加 到占优势时，才能使群体表现出性状的变异来，可以看出 这是一个缓慢渐变的过程。
发酵工业菌种的分离、筛选 二、菌种获得的途径
1、从菌种保存机构直接购买 2、从自然界中筛选 3、在生产过程中发酵分离筛选的步骤
定方案--样品采集--样品预处理--目的菌富集培养-菌种分离--菌种初筛--菌种复筛--菌种发酵性能鉴定
菌种的筛选、选育和保藏
发酵工业菌种的分离、筛选 定方案
菌种的筛选、选育和保藏
菌种的选育 （一）、诱变剂和诱变处理（见书P38） 物理诱变剂：射线如紫外线、X—射线、γ—射线，
快中子； 物理因素中目前使用得最方便而且十分有效的是紫外线。 许多高产菌株的选育都用过紫外线，对于一般实验室、 中小型工厂都适用，也很安全。 其他的几种射线都是电离性质的，有一定的穿透力，一 般都由专业人员在专门的设备中使用，否则有一定危险 性。
目的:经过富集的微生物虽然在数量上占优势,但是得到的 培养物还是多种微生物的混合物,所以需要进行菌种的分 离。 常用的分离方法有： 1、平板划线分离法 2、稀释分离法 3、简单平板分离法 4、涂布分离法 5、毛细管分离法 6、小滴分离法
《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。
发酵工程第二章发酵工业微生物菌种
李 先 磊
化学化工学院
新种分离与筛选的步骤
发 酵 工 程
Fermentation Engineering
（一）采样
1、采样对象 以采集土壤为主。一般园田土和耕作过的沼泽 土中，以细菌和放线菌为主；富含碳水化合物的 土壤和沼泽地中，酵母和霉菌较多，如一些野果 生长区和果园内。采样的对象也可以是植物，腐 败物品，某些水域等。
新种分离与筛选的步骤
（五）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。
化学化工学院
新种分离与筛选的步骤
发 酵 工 程
（三）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
李 先 磊
Fermentation Engineering
生长状态。因此还必须分离，纯化。在这一步，增殖培 养的选择性控制条件还应进一步应用，而且控制得细一 点，好一点。纯种分离的方法有划线分离法、稀释分离 法。
李 先 磊
化学化工学院
新种分离与筛选的步骤
发 酵 工 程
Fermentation Engineering
李 先 磊
（二）增殖培养 为了容易分离到所需的菌种，让无关的微生物 至少是在数量上不要增加，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。
微生物菌种
虽然遗传工程等新的育种方法迅速发展，但诱变育种仍是目 前广泛使用的育种手段。
《发酵工程》
第二章 微生物菌种选育
原始菌株（出发菌株）
活细胞计数 诱变剂处理 活细胞计数 中间培养
突变株分离
诱变预备处 理
初筛 复筛 生产性能试验
工业微生物来源
想菌种保藏机构索取有关的菌株，从中筛选所需
菌株。
从自然界采集分离。
从一些发酵制品中分离目的菌株。
《发酵工程》
第二章 微生物菌种选育
微生物菌种的选择性分离
工业化菌种的要求
能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合 成产物； 有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造 的可操作性要强；
分离耐高渗透压酵母菌，可到甜果、蜜饯、甘蔗渣堆积处采样
《发酵工程》
第二章 微生物菌种选育
目的微生物富集的一些基本方法
让目的微生物在种群中占优势，使筛选变 富集的目的： 得可能。
富集的三种方案：
定向培养:采用特定的有利于目的微生物富集的
条件（加热、膜过滤等），进行培养。
当不可能采用定向培养时，则可设计在一个分
能分解底物的微生物便会在菌落周围产生透明 圈，圈的大小初步反应菌株利用底物的能力。
分离水解酶产生菌时较多采用，如蛋白酶、淀粉酶、 脂肪酶、核酸酶等；
《发酵工程》
第二章 微生物菌种选育
例如用此法分离产生碱性蛋白酶的芽孢杆菌 土壤经巴氏消毒，以减少不产芽孢的微生物；然 后铺在pH8-9的琼脂培养基（含有均匀的不溶性蛋白 质）表面；碱性蛋白酶产生菌能消化平板上的不溶性 蛋白质，产生一透明圈。
遗传性能要相对稳定；
不易感染它种微生物或噬菌体； 产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与 致病 菌无关）； 生产特性要符合工艺要求。
第二章菌种的选育
依（选照3种）资子根料的据或类待专型选家。种介如子绍研的，究生结抗理合菌学自素与己，生所可态学 掌特选握性择的，放知确线识定菌及培、工养真作基菌经，、验选细，择菌明培确养待条选件与 种方子法在。自然界的分布情况，确定采 样目标。 （4）在上述准备工作完成之后，制定具
体的筛选方案与操作步骤：
进行综合、具体问题分析来决定。
2. 快中子 快中子的生物学效应是由其撞击原
子核后产生的质子产生的。 能够引起较多的点突变和染色体变， 而产生诱变育种的效应。
3.氮芥(p40) 机理：氮芥的盐酸盐和碳酸氢钠
反应释放出氮芥子气，再与细胞作 用引起染色体发生畸变。
使用方法： 活化剂和解毒剂的配置 氮芥的盐酸盐配置 诱变作用 诱变终止
第二章菌种的选育
内容 1.菌种的来源 2. 菌种的选育 3. 菌种的保藏
2.1 菌种的来源 微生物具有的五大特性 1.种类多,分布广; 2.比面积大,代谢能力强; 3.生长迅速,繁殖快; 4.适应性强,容易培养; 5.易变异.
2.1.1生物物质产生菌的筛选 2.1.1.1微生物---生物产物的来源 两个成功因素
分生孢子
4.重组体的形成 异核体菌落在生长过程中，染色体
重叠的两节段（二体区）的不同位置发 生交换后能 产生重组体孢子。
+ 重组体
2.6.2.1放线菌的杂交技术 1.混合培养法 a.选择性平板法 b.异核系分析法
2.平板杂交法
3.玻璃纸转移法 成功报道：金霉素、土霉素、新霉素、红 霉素、新霉素等抗生素杂交育种方面。
1. 指示菌 大肠杆菌BR513(ATCC33313) 2.指示微生物培养 3.指示微生物倒固体检测平板 入ß-半乳糖苷酶的生色基质混合物 （84mg褪蓝RR和14mg6-溴-2萘-β-D半乳糖吡喃糖苷于2ml二甲基亚砜中）， 再加入琼脂静置，观察颜色变化情况。
体的筛选方案与操作步骤：
进行综合、具体问题分析来决定。
2. 快中子 快中子的生物学效应是由其撞击原
子核后产生的质子产生的。 能够引起较多的点突变和染色体变， 而产生诱变育种的效应。
3.氮芥(p40) 机理：氮芥的盐酸盐和碳酸氢钠
反应释放出氮芥子气，再与细胞作 用引起染色体发生畸变。
使用方法： 活化剂和解毒剂的配置 氮芥的盐酸盐配置 诱变作用 诱变终止
第二章菌种的选育
内容 1.菌种的来源 2. 菌种的选育 3. 菌种的保藏
2.1 菌种的来源 微生物具有的五大特性 1.种类多,分布广; 2.比面积大,代谢能力强; 3.生长迅速,繁殖快; 4.适应性强,容易培养; 5.易变异.
2.1.1生物物质产生菌的筛选 2.1.1.1微生物---生物产物的来源 两个成功因素
分生孢子
4.重组体的形成 异核体菌落在生长过程中，染色体
重叠的两节段（二体区）的不同位置发 生交换后能 产生重组体孢子。
+ 重组体
2.6.2.1放线菌的杂交技术 1.混合培养法 a.选择性平板法 b.异核系分析法
2.平板杂交法
3.玻璃纸转移法 成功报道：金霉素、土霉素、新霉素、红 霉素、新霉素等抗生素杂交育种方面。
1. 指示菌 大肠杆菌BR513(ATCC33313) 2.指示微生物培养 3.指示微生物倒固体检测平板 入ß-半乳糖苷酶的生色基质混合物 （84mg褪蓝RR和14mg6-溴-2萘-β-D半乳糖吡喃糖苷于2ml二甲基亚砜中）， 再加入琼脂静置，观察颜色变化情况。
第二章微生物育种的原理和方法
第二章 微生物育种的原理和方法微生物育种原理和方法微生物育种筛选方法微生物育种原理和方法一、微生物育种原理方法：突变、体内重组体外重组（基因工程）1、从自然界中获得新菌种微生物资源分布：土壤、水、空气、动植物及其腐败残骸都是微生物的主要栖居和生长繁殖场所2、分离微生物新种的步骤 采样、增殖、纯化和性能测定等步骤3、典型的微生物采样和筛选方法生物进化过程中微生物形成完善的代谢调节机制不会有代谢产物的积累解除或突破微生物的代谢调节控制目的产物积累微生物育种的目的直接从自然界分离得到的菌株为野生型菌株。
往往低产甚至不产所需的产物，只有经过进一步的人工改造才能真正用于工业生产二、诱变育种方法1、物理诱变：紫外线2、化学诱变：5-溴尿密啶1）紫外线诱变机理：造成DNA链的断裂，或使DNA分子内或分子之间发生交联反应2）诱变过程中需要注意光复活作用：微生物等生物的细胞内存在光复活酶，光复活酶识别胸腺嘧啶二聚体，并与之结合形成复合物（此时的光复活酶没有活性），可见光光能（300-500nm）激活光复活打开二聚体，将DNA复原。
暗修复：细胞内还存在另一种修复体系，它不需要光激活，可修复由紫外线、γ射线和烷化剂等对DNA造成的损伤。
暗修复体系有四种酶参与反应。
紫外诱变的特点：方便、诱变效果很好的常用诱变剂由此说明紫外线照射引起微生物突体形成是一个复杂的生物学过程。
紫外线引起DNA结构的改变仅仅使微生物，于亚稳定状态，点亚稳定到稳定的突变体的形成需要“定时间和过程，所以在实际诱变工作中要采取某些措施避免以上的修复作用，要注意避光或加入某些物质，提高突变的频率。
因此，用紫外线进行诱变时，照射或分离均应在红光下进行。
3）化学诱变剂诱变机理：5-溴尿嘧啶诱变——碱基类似物机理：与碱基的结构类似，在DNA复制时，它们可以被错误地掺入DNA，引起诱变效应注意的参数：参数：浓度、时间、缓冲液三、诱变育种的基本过程诱变育种的基本过程如下：1）出发菌株的选择A、一是考虑出发菌株是否具有特定生产性状的能力或潜力，即菌株是否具有产生特定代谢产物的催化酶系的基因。
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•1）物理诱变剂：紫外线、X—射线、γ—射线，快中子；
• 电离辐射特点： 导致DNA断裂缺失，造成不可回复
•
的缺失突变。诱变效率高，但它可能
•
影响邻近基因的性能。
• 紫外线是常用的诱变剂。
•2）化学诱变剂：碱基类似物（5-BU）、脱氨剂（羟胺、
•
亚硝酸）、 嵌入剂（吖啶类）等。
• 特点：
•
碱基类似物：取代相应碱基进入DNA链，具有
盛入事先准备的无菌防水纸袋中，其上记录采土时间、 地点、植被情况等。 v 多点采土、混合分离，可以代表每一地块上的微生物分 布平均情况
第二章微生物菌种选育
（二）增殖培养
v 含有目的菌较多的土样不需要富集培养 v 如果原有样品中目的菌含量低，可以人为地添加相应的
基质，培养使之以较其它微生物更快的速度生长繁殖， 从而提高它们在样品中的比例，便于分离。 v 富集培养的一般方法：采用有利于目的菌种而不利于无 关微生物的营养和培养条件，以达到使目的菌种在群体 中比例上升的目的。 v 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。 v 一些有特定物质产生能力的菌种，不容易富集，只有通 过大量艰苦的工作筛选取得。
转导、原生质体融合、代谢调控和基因工程等较为
定向的育种方法。
第二章微生物菌种选育
•2.1 自然选育 • 在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自然突变而
进行菌种筛选的过程叫做自然选育。 • 所谓自然突变就是指某些微生物在没有人工参与下所发生 的那些突变。一般认为引起自然突变有两个原因：即多因素低 剂量的诱变效应和互变异构效应。 • 菌种的自然突变往往有两种可能性:菌种衰退,生产性能下 降;代谢更加旺盛,生产性能提高。
第二章微生物菌种选育
•2.2诱变育种 •2.2.l 诱变育种的基本原理 ➢ 诱变育种的理论基础是基因突变，所谓突变是指 由于染色体和基因本身的变化而产生的遗传性状的变 异。 ➢突变主要包括染色体畸变和基因突变二大类。 • （1）染色体畸变是指染色体或DNA片断的缺失、易 位、逆位、重复等。 • （2）基因突变是指DNA分子结构中的某一部位发 生变化（又称点突变）。
• 拮抗菌的筛选—对峙培养： • 将病原指示菌与待测菌株 • 相对接种在平板上适温培 • 养，根据病原菌的生长情 • 况筛选出拮抗性菌株。
第二章微生物菌种选育
第二章微生物菌种选育
•2）摇瓶发酵筛选：将待测菌株进行液体振荡培养，取
•
发酵滤液进行活力测定。
第二章微生物菌种选育
•2、复筛：在初筛的基础上，进一步鉴定有希望菌株的
第二章微生物菌种选育
➢ 根据突变发生的原因又可分为自然突变和诱发突变。 • 诱发突变是指用各种物理、化学因素人工诱发的基因突 变。诱变因素的种类很多，有物理的、化学的和生物的三大类， 见表2－1。经诱变处理后，微生物的遗传物质、DNA和RNA 的化学结构发生改变，从而引起微生物的遗传变异。
第二章微生物菌种选育
第二章微生物菌种选育
二、分离思路
v 新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照 生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法， 快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。
v 实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必 须重新进行分离纯化。
v 有了优良的菌种，还要有合适的工艺条件和合 理先进的设备与之配合。
第二章微生物菌种选育
第二章微生物菌种选育
（3）组成型突变株的筛选 v 分批限量加入诱导物法，解除菌株对诱导物的依赖 v 交替培养法 （4）抗性突变株的筛选 v 抗生素抗性突变 v 抗噬菌体菌株的选育 v 条件抗性突变 v 敏感突变
第二章微生物菌种选育
•2.2.3 诱变育种工作中几个应注意的问题 •A 选择好出发菌株 • 选好出发菌株对诱变效果有着极其重要的作用。 有些微生物比较稳定，其遗传物质耐诱变剂的作用 强。如果用这种菌株于生产是很有益的，而用作出 发菌株则不适宜。 • 用作诱变的出发菌株必须对它的产量、形态、生 理等方面有相当了解。挑选出发菌株的标准是产量 高、对诱变剂的敏感性大、变异幅度广，再确定诱 变剂的使用及筛选条件。
第二章微生物菌种选育
某些细菌的富集条件
富集对象
接种菌样
好氧氨基酸氧化菌
土壤
好氧性芽孢杆菌 土壤，巴氏消毒
氨基酸发酵性梭菌 土壤，巴氏消毒
耐碱解尿素芽孢菌 土壤，巴氏消毒
厌氧八叠球菌
土壤
乳酸菌
植物体或牛奶
肠道细菌
土壤或污水
pH7.0
丙酸菌
干酪
醋酸菌
果实或生啤酒
添加营养物(g)
特殊培养条件
– – – 尿素50 葡萄糖20 葡萄糖20 葡萄糖20，CaCO320
第二章微生物菌种选育
（三）培养分离
v 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。在这— 步，增殖培养的选择性控制条件还应进一步应用， 而且控制得细一点，好一点。纯种分离的方法有划 线分离法、稀释分离法。
第二章微生物菌种选育
• 稀释倒 • 平板法
•稀释分离 法
培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品 品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最 适pH值、提取工艺等。
第二章微生物菌种选育
（一）采样
1、采样对象 以采集土壤为主。一般园田土和耕作过的
沼泽土中，以细菌和放线菌为主，富含碳水 化合物的土壤和沼泽地中，酵母和霉菌较多， 如一些野果生长区和果园内。采样的对象也 可以是植物，腐败物品，某些水域等。
•三、新种分离与筛选的步骤
v 定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特 性。
v 采样：有针对性地采集样品。 v 增殖：人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖
培养后，在数量上占优势。 v 分离筛选：采用选择性培养基利用分离技术得到纯种目
的菌。 v 发酵性能测定：进行生产性能测定。这些特性包括形态、
2.2.2 诱变育种的一般步骤
1、出发菌株的选择 v 自然界直接分离到的野生型菌株 v 经历过生产条件考验的菌株 v 已经历多次育种处理的菌株
第二章微生物菌种选育
2、制备菌悬液 v 待处理的菌悬液应考虑微生物的生理状态、悬液的
均一性和环境条件； v 尽可能选择孢子或单倍体细胞作为诱变对象，避免
表型延迟。 v 表型延迟就是指某一突变在DNA复制和细胞分裂后，
第二章微生物菌种选育
（五）毒性试验
v 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。
• 平板 • 涂布法
•注意：必须要做多个浓度的稀释分离平板。
第二章微生物菌种选育
• 划线分离法——平板划线法
第二章微生物菌种选育
•（四）筛 选
•分初筛、复筛。
•1、初筛：从分离得到的大量微生物中，将目标微生物
•
筛选出来的过程。
•一般采用平板筛选。
•常用的初选方法：
• 水解酶产生菌的筛选： • 将酶的作用底物加在培 • 养基中，接种后适温培 • 养，根据菌苔周围是否 • 产生水解圈筛选出水解 • 酶产生菌。
第二章微生物菌种选育
•从自然界筛选
第二章微生物菌种选育
v 2、采样季节：以温度适中，雨量不多的秋初为好。 v 3、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。
第二章微生物菌种选育
2020/12/10
第二章微生物菌种选育
本章主要内容
v 第一节 v 第二节 v 第三节 v 第四节
菌种的分离筛选 菌种选育 生产菌种的扩大培养 菌种的保藏与复壮
第二章微生物菌种选育
第一节 菌种的分离筛选
一、菌种的来源 v 根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂
或菌种保藏部门索取或购买； v 从大自然中分离筛选新的微生物菌种。
末端产物不能积累，因此末端产物的反馈调节作用被解除。 （2）抗反馈阻遏和抗反馈抑制突变菌株的筛选 v 调节基因或操纵基因发生突变，使产生的阻遏蛋白不能再和
终产物结合或结合后不能作用于已突变的操纵基因，因此不 再起反馈阻遏作用； v 编码酶的结构基因发生突变，使变构酶不再具有结合终产物 的能力但仍具有催化活性，从而解除了反馈抑制。 v 抗反馈突变株一般通过抗结构类似物突变的方法筛选。 v 营养缺陷型的回复突变株中也可获得抗反馈突变株。
第二章微生物菌种选育
•B 复合诱变因素的使用 • 在微生物诱变育种中，可利用各种物理、化学 诱变因素来处理菌种。对野生型菌株单诱变因素有 时也能取得好的效果，但对老菌种单一诱变因素重 复使用突变的效果不高，这时可利用复合因素来扩 大诱变幅度，提高诱变效果。
第二章微生物菌种选育
•C 剂量选择 • 各种诱变因素有它们各自的诱变剂量单位，如 紫外线剂量单位用焦耳，x一射线剂量单位是库（仑） 每千克，中子剂量单位是戈。 • 化学诱变因素一般是以溶液浓度来计算剂量单 位的。对不同微生物使用的剂量是不同的，致死率 取决于诱变剂量，而致死率和变异率之间有一定关 系。因此可以用致死率作为选择适宜剂量的依据。
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•D 变异菌株的筛选 • 诱变育种工作的一个主要任务是获得高产变异 菌株。从经诱变的大量个体中挑选优良菌种不是一件 容易的事。因为不同的菌种表现的变异形式是不同的， 从一个菌种的变异规律去发现那些与产量有关的特性， 并根据这些特性，分门别类地挑选一定数最的典型菌 株进行发酵和鉴定，以确定各种类型与产量之间的 关系。这样，可大大提高筛选的工作效率。