菌种的选育

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菌种选育的常用途径

菌种选育的常用途径

菌种选育的常用途径引言菌种选育是一种重要的微生物学研究领域,通过对不同菌种的筛选和改良,可以获得具有特定功能的菌株,应用于农业、医药、食品等领域。

本文将详细介绍菌种选育的常用途径,包括菌种筛选、遗传改良和代谢工程等方面。

菌种筛选菌种筛选是菌种选育的第一步,通过对大量的菌株进行筛选,找到具有特定功能的菌种。

常用的菌种筛选途径包括:1. 传统筛选法传统筛选法是指通过传统的培养基和培养条件,观察菌株在不同环境下的生长情况和代谢产物的产量,从中选出具有优良性状的菌株。

这种方法简单易行,但效率较低。

2. 高通量筛选法高通量筛选法是利用自动化设备和高通量平台,对大量的菌株进行快速筛选。

常用的高通量筛选方法包括微孔板筛选、流式细胞术和荧光素酶报告基因等。

这种方法高效快速,能够同时处理多个菌株。

3. 分子生物学筛选法分子生物学筛选法是通过对菌株的基因组进行分析,筛选出具有目标基因或特定代谢途径的菌株。

常用的分子生物学筛选方法包括PCR技术、基因芯片和下一代测序等。

这种方法能够准确地确定菌株的遗传特征,对于寻找具有特定功能的菌株具有重要意义。

遗传改良遗传改良是菌种选育的关键步骤,通过对菌株的基因进行改造或调控,使其具有更好的性状和功能。

常用的遗传改良途径包括:1. 诱变诱变是指通过物理或化学手段对菌株的基因进行改变,产生突变体。

常用的诱变方法包括辐射诱变和化学诱变。

诱变可以导致菌株的遗传多样性增加,从而增加筛选到具有特定功能的菌株的概率。

2. 基因工程基因工程是指通过外源基因的引入或菌株内部基因的改造,使菌株具有特定的性状和功能。

常用的基因工程方法包括基因克隆、基因敲除和基因表达调控等。

基因工程可以准确地改变菌株的遗传特征,实现对菌株的精确改良。

3. 重组DNA技术重组DNA技术是指通过DNA片段的重组和重排,实现对菌株基因组的改造。

常用的重组DNA技术包括PCR扩增、限制酶切和连接等。

重组DNA技术可以实现对菌株基因组的精确改造,为菌种选育提供了有力的工具。

常用菌种选育原理的种植方法

常用菌种选育原理的种植方法

常用菌种选育原理的种植方法今天给大家介绍一下常用菌种选育原理的种植方法!一、人工选种的方法:1.自然选种:该法是通过广泛异地引种、野生采集、孢子分离等途径获得菌种,将其进行驯化移栽,使其逐渐适应当地环境条件,并从中选优汰劣,选出性状优异的菌株。

在菌种生产以及试验性栽培中,反复进行比较和选择,最终确定优良的食用菌品种。

2.杂交育种:该法是通过将不同遗传性状的亲本之间进行交配,使遗传物质重新组合配对,通过双亲性状的优势互补或借助于以一个亲本的优点去克服另一亲本的缺点,产生具有其双亲优点的育种方法。

杂交育种一般有单孢杂交、多孢杂交、单双核杂交、原生质体融合等方法,一般科研、育种上多采用单孢杂交或原生质体融合,通过这些办法处理的菌种常常可表现出较强的“杂交优势”。

3.诱变育种该法是利用物理的或化学的方法处理细胞群体,促使菌种的细胞遗传物质发生性状的改变,然后从变异的菌种中选出具有优良性状的菌种的方法。

科研上常用的主要有辐射诱变育种,如紫外线照射、X射线等高能量射线,以及用一些化学药剂进行诱变育种。

4.基因工程育种该法是在基因分子水平上的遗传工程,又称基因操作、基因克隆、脱氧核糖核酸(DNA)重组技术等,基本原理就是把我们需要的目标基因通过载体DNA与原品种的DNA结合,然后人工导入一个受体细胞内,以让外来的遗传物质在其中“着生”,进行正常的复制,从而获得预先设计的新菌种。

二、菌种分离技术方法:多孢分离:该法是利用子实体弹射许多孢子在同一培养基上,让其萌发、自由交配,从而获得纯母种的方法。

该法简便易行,在食用菌选种中应用普遍。

(1)整菇孢子弹射法:该法适用于伞菌类的孢子采集。

在无菌室(箱)中,将经消毒处理的整只种菇插入无菌平皿孢子收集器里,之后使用透明玻璃钟罩将其罩住,于见光、适温下使菇自然弹射孢子。

24h后,将玻璃钟罩打开,从培养皿内获取孢子。

(2)试管插割法:在无菌箱内,迅速用无菌试管插割种菇有菌褶一侧,直至取下组织块。

菌种的选育

菌种的选育

第一章菌种选育第一节工业常用微生物及要求一、常见微生物(一)细菌(bacteria)发酵工业中常用的细菌主要是杆菌,主要有:醋杆菌属(Acetobacter)乳杆菌属(Lactobacillus)杆菌属(Bacillus):α-淀粉酶,蛋白酶,肌苷、鸟苷等核苷。

其中最为重要的是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)短杆菌属(Brevibacterium):谷氨酸棒杆菌属(Corynebacterium):谷氨酸(二)放线菌(actinomyces)属原核微生物(有菌丝体,无横隔,不具完整的核。

)最大的经济价值在于产生多种抗生素(antibiotic)。

链霉菌(Streptomyces):红,金,土,氯,链霉素小单孢菌属(Micromonospora):庆大霉素(三)霉菌(mould)亦称丝状真菌(不是分类学上的名词,凡在营养基质上形成绒毛状,网状或絮状菌丝的真菌统称霉菌。

)1.曲霉属(Aspergillus)黑曲霉(A. niger)产蛋白酶,淀粉酶,果酸酶,变异菌株产柠檬酸米曲霉(A. oryzae)产淀粉酶,蛋白酶,酿酒的糖化曲和酱油曲黄曲霉(A. flavus)产黄曲霉毒素米曲霉和黄曲霉均为半知菌。

2.青霉属(Penicillum):例如桔子上的绿色斑点桔青霉(P. citrinum):产生5’-磷酸二酯酶,降解核糖核酸为四个单核苷酸。

3.根霉属(Rhizopus)接合菌米根霉(R. oryzae)华根霉(R. chinensis)酒药和酒曲中含有米根霉或华根霉。

4.红曲霉属(Monascus)淀粉酶,麦芽糖酶,蛋白酶,柠檬酸等。

可生产食用红色素。

(四)酵母(yeast)单细胞真核微生物,低等真菌。

①酵母属(Saccharomyces)啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)②假丝酵母属(Candida)产朊假丝酵母(Candida utilis)生产饲料酵母,其蛋白质和维生素含量都比啤酒酵母高。

选育菌种的方法

选育菌种的方法

选育菌种的方法一、引言菌种的选育是微生物学研究中的重要环节,它对于促进农业、食品工业、医药领域的发展具有重要意义。

本文将介绍一些常用的选育菌种的方法,包括传统的筛选方法和基于分子生物学的筛选方法。

二、传统的筛选方法1. 随机筛选法随机筛选法是最常用的菌种选育方法之一。

其步骤包括:从自然环境中收集样品,如土壤、水体等,将样品制成适宜的培养基,然后进行培养。

在培养过程中,通过观察菌落的形态、颜色、生长速度等特征,筛选出具有特殊性状或功能的菌株。

2. 生理选育法生理选育法是根据菌株的生理特性进行选育的方法。

通过调节培养条件,如温度、pH值、氧气浓度等,筛选出适应特殊环境的菌株。

例如,有些菌株能够在高温或低温环境中生长,有些菌株能够在酸性或碱性环境中生长,这些菌株可以被应用于相关领域。

3. 抗性筛选法抗性筛选法是利用抗生素或其他抑制性物质来筛选菌株的方法。

通过将菌株培养在含有抗生素或抑制性物质的培养基上,只有具有抗性的菌株才能够生长并形成菌落。

这种方法可以筛选出具有抗生素抗性、耐酸碱或耐高温的菌株。

三、基于分子生物学的筛选方法1. PCR筛选法PCR筛选法是利用聚合酶链反应(PCR)技术来筛选菌株的方法。

通过设计特异性引物,扩增目标基因片段,然后通过电泳分析扩增产物,筛选出具有特定基因的菌株。

2. 基因克隆筛选法基因克隆筛选法是将目标基因插入表达载体中,然后转化到宿主菌中,通过观察宿主菌的表型变化来筛选菌株。

例如,将具有抗性基因的载体转化到宿主菌中,只有转化成功的菌株才能够生长在含有抗生素的培养基上。

3. 荧光筛选法荧光筛选法是利用荧光蛋白标记目标基因,通过观察菌株产生的荧光信号来筛选菌株。

例如,将荧光蛋白基因与目标基因融合,将融合基因转化到宿主菌中,通过观察菌株产生的荧光信号来筛选具有目标基因的菌株。

四、总结菌种的选育是微生物学研究中不可或缺的一环。

传统的筛选方法包括随机筛选法、生理选育法和抗性筛选法,它们通过观察菌株的形态、生长特性和抗性等来筛选菌株。

选育菌种的方法

选育菌种的方法

选育菌种的方法菌种的选育是微生物研究中的重要环节,合适的菌种对于实验结果的准确性和可靠性起着至关重要的作用。

本文将介绍几种常用的选育菌种的方法。

1. 采样菌种的选育首先需要进行采样,即从自然环境中获取潜在的菌种。

采样时需要选择合适的样品,如土壤、水样、植物表面等,以获取丰富的微生物资源。

采样时要注意避免污染和混杂,使用无菌工具和容器进行采样。

2. 前处理采样回来后,需要进行前处理,以去除不需要的杂质和其他微生物。

常用的前处理方法包括表面消毒、筛选、稀释等。

表面消毒可以使用酒精或含氯消毒剂对样品进行处理,以杀灭表面的细菌和真菌。

筛选可以通过过滤或离心等方法,以去除大颗粒的杂质。

稀释可以将样品进行适当的稀释,以分离出单个菌落。

3. 菌落分离菌种的选育需要从复杂的微生物群落中分离出单个菌落。

常用的方法有平板分离法和液体分离法。

平板分离法是将前处理后的样品均匀涂布在含有适宜培养基的琼脂平板上,通过菌落的形态、颜色等特征进行分离。

液体分离法是将前处理后的样品接种在含有适宜培养基的液体培养基中,通过菌落的沉降速度、浑浊度等特征进行分离。

4. 纯化与鉴定分离出的单个菌落需要进行纯化和鉴定。

纯化是指将单个菌落进行传代培养,使其形成纯种。

常用的方法有传代培养、穿刺法等。

鉴定是指对菌种进行鉴定和分类,常用的方法有形态学观察、生理生化特性检测、基因测序等。

鉴定的目的是确定菌种的物种分类、代谢特性和潜在应用价值。

5. 保存与培养选育出的菌种需要进行保存和培养,以便后续的研究和应用。

保存常用的方法有冷冻保存、干燥保存、液氮保存等。

培养则需要选择适宜的培养基和培养条件,以保证菌种的生长和繁殖。

通过以上几种方法,可以选育出适合研究和应用的菌种。

菌种的选育是微生物研究中的重要环节,只有选育出合适的菌种,才能保证实验结果的准确性和可靠性。

选育菌种需要耐心和细心,同时还需要对微生物的特性有一定的了解和认识,以便进行正确的操作和判断。

菌种选育

菌种选育

基因工程育种
随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前,特别是当人们了解到遗传密码是由RNA转录 表达的以后,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密,而是开始跃跃欲试,设想在分子的水平上去 干预生物的遗传特性。 如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA 重新组织一下,就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型,这与过去培育生物繁殖后 代的传统做法完全不同。 这种做法就像技术科学的工程设计,按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那 种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物。这种完全按照人的意愿,由 重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就称为“基因工程”,或者说是“遗传工程”。 基因工程是生物 工程的一个重要分支,它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。 所谓基因工程 (genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,是将外源基因通过体外重组后导入受体 细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物 的遗传物质——DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接 起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源物质在其中“安家落户”,进行正常的 复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术。
步骤
自然选育的步骤主要是:采样,增长培养,培养分离和筛选等。采样 筛选的菌种采集的对象以土壤为主, 也可以是植物、腐败物品和某些水域等。土壤是微生物的汇集地,从土壤中几乎可以分离到任何所需的微生物, 故土壤往往是首选的采集目标。微生物的营养需求和代谢类型与生长环境有很大关系。富集培养 由于采集样品 中各种微生物数量有很大差异,若估计到要分离的菌种数量不多时,就要人为增加分离的概率,增加该菌种的数 量,称为富集培养。纯种培养尽管通过增长培养的效果很好,但是得到的微生物还是处于混杂状态,因为样品中 本身含有许多种类的微生物。所以,为了取得所需的微生物纯种,增殖培养后必须进行分离。平板分离法由接种 环以无菌操作沾取少许待分离的材料,在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,微生物 细胞数量将随着划线次数的增加而减少,并逐步分散开来。如果划线适宜的话,微生物能一一分散,经培养后, 可在平板表面得到单菌落。分离方法有三种:即划线分离法、稀释法和组织分离法。稀释分离法 在溶液中再加 入溶剂使溶液的浓度变小。亦指加溶剂于溶液中以减小溶液浓度的过程。浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=稀溶 液的质量×稀溶液的质量分数生产能力考察 初筛一般通过平板稀释法获得单个菌落,然后对各个菌落进行有关 性状的初步测定,从中选出具有优良性状的菌落。例如,对抗生素产生菌来说,选出抑菌圈大的菌落;对于蛋白 酶产生菌来说,选出透明圈大的菌落。此法快速、简便,结果直观性强。缺点是培养皿的培养条件与三角瓶、发 酵罐的培养条件相差大,两者结果常不一致。

菌种选育的方法及操作流程

菌种选育的方法及操作流程

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发酵工艺学菌种选育知识

发酵工艺学菌种选育知识

发酵工艺学菌种选育知识发酵工艺学是利用微生物进行发酵过程的一门学科。

在发酵工艺中,菌种的选育是至关重要的一环。

合适的菌种可以有效地提高发酵产物的产量和质量。

以下是关于菌种选育的一些知识。

首先,菌种选育的目标是选择出具有较高产量和酶活性的菌株。

为了实现这个目标,研究人员通常要进行大量的菌株筛选和改造实验。

菌株筛选可以利用不同培养基、不同培养条件或者不同筛选方法进行。

这些方法可以根据微生物的生长速度、代谢产物的产量、代谢产物的种类等方面进行评估。

在筛选过程中,研究人员需要根据自己的需求,选择出适合自己研究目的的菌株。

其次,菌株改造是菌种选育的重要手段之一。

通过基因工程和遗传改造等方法,可以对菌株的基因组进行改造,增强其产酶能力和代谢能力。

例如,可以通过插入外源基因,或者通过基因敲除、基因突变等手段,改变菌株的代谢途径,从而增加特定产物的合成量。

菌株改造的过程需要深入了解菌株的基因组结构和代谢途径,同时需要具备一定的基因工程技术和实验操作技巧。

此外,菌株选育还需要考虑到菌株的可培养性和稳定性。

虽然自然界中存在着大量的微生物资源,但是只有部分微生物能够在实验室中进行培养和繁殖。

因此,研究人员需要从自然环境中筛选出能够稳定生长并具有较高产酶能力的菌株。

同时,在菌株选育过程中,需要注意菌株的稳定性问题。

由于发酵工艺涉及到多次传代和大规模培养操作,菌株必须具备较高的稳定性,能够长时间保持其产酶性能。

综上所述,菌种选育是发酵工艺学中非常重要的一环。

通过菌株筛选和改造,可以提高发酵产物的产量和质量。

在菌株选育过程中,需要考虑菌株的产酶能力、代谢能力、可培养性和稳定性等特性。

菌株选育的成功与否,将直接影响到发酵工艺的效果。

因此,在发酵工艺学研究中,菌种选育是一个非常关键和复杂的课题。

继续写相关内容,1500字菌种选育是发酵工艺学中的一项重要任务,它对于提高发酵产物的产量和质量至关重要。

在菌种选育中,研究人员需要通过筛选和优化菌株,以获得具有优良发酵性能的菌株。

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第一章菌种选育第一节工业常用微生物及要求一、常见微生物(一)细菌(bacteria)发酵工业中常用的细菌主要是杆菌,主要有:Acetobacter)醋杆菌属(Lactobacillus)乳杆菌属(Bacillus):α-淀粉酶,蛋白酶,肌苷、鸟苷等核苷。

其中最为重要的是枯草芽孢杆菌杆菌属(Bacillus subtilis)((Brevibacterium):谷氨酸短杆菌属Corynebacterium):谷氨酸棒杆菌属((二)放线菌(actinomyces)属原核微生物(有菌丝体,无横隔,不具完整的核。

)最大的经济价值在于产生多种抗生素(antibiotic)。

Streptomyces):红,金,土,氯,链霉素链霉菌(Micromonospora):庆大霉素小单孢菌属((三)霉菌(mould)亦称丝状真菌(不是分类学上的名词,凡在营养基质上形成绒毛状,网状或絮状菌丝的真菌统称霉菌。

)Aspergillus)曲霉属(1.A. niger)产蛋白酶,淀粉酶,果酸酶,变异菌株产柠檬黑曲霉(酸A. oryzae)产淀粉酶,蛋白酶,酿酒的糖化曲和酱油曲米曲霉(A. flavus)产黄曲霉毒素黄曲霉(米曲霉和黄曲霉均为半知菌。

Penicillum):例如桔子上的绿色斑点青霉属( 2.P. citrinum):产生5'-磷酸二酯酶,降解核糖核酸为桔青霉(四个单核苷酸。

Rhizopus 3.)接合菌根霉属(.R. oryzae)米根霉(R. chinensis)华根霉(酒药和酒曲中含有米根霉或华根霉。

Monascus) 4.红曲霉属(淀粉酶,麦芽糖酶,蛋白酶,柠檬酸等。

可生产食用红色素。

(四)酵母(yeast)单细胞真核微生物,低等真菌。

Saccharomyces)①酵母属(Saccharomyces cerevisiae)啤酒酵母(Candida)②假丝酵母属(Candida utilis)生产饲料酵母,其蛋白质和维生素含量都产朊假丝酵母(比啤酒酵母高。

可利用糖蜜,土豆淀粉废液生产人畜可食用蛋白质。

Pichia)③毕赤酵母属(产膜酵母,在液面形成白膜,是酿造物和酒类饮料的污染菌。

(五)其它微生物basidiomycetes) 1.担子菌(即菇类(mushroom)担子菌资源的利用已经引起人们的重视。

可用于多糖及抗癌药物开发。

2. 藻类(alga)是分布极广的一类自养微生物资源,许多国家把它用作人类保健食品和饲料。

从蛋白质产率看,螺旋藻是大豆的 28倍,每公顷珊列藻所得蛋白质是小麦的20~35倍。

(六)噬菌体(phage)凡用细菌和放线菌为生长菌株的发酵工业,均存在噬菌体的危害问题。

噬菌体在自然界分布极为广泛。

其三大特点是:①体积比细菌小的多,可以通过细菌滤器。

②没有细胞结构,由核酸的蛋白质构成。

③营专性活物寄生,即只能在特异性寄主细胞中增殖。

烈性噬菌体——引起寄主细胞迅速裂解。

受感染的细菌称敏感性细菌。

温和噬菌体——随寄主细胞的繁殖而繁殖。

含温和噬菌体的细菌称溶原性细菌。

. 2.噬菌体危害以细菌和放线菌为生产菌株的发酵工业。

二、微生物工业对菌种的要求1.原料廉价,生长迅速,目的产物产量高。

2.易控制培养条件,发酵周期较短。

3.抗杂菌和噬菌体的能力强。

4.菌种遗传性能稳定,不易变异和退化,不产生任何有害的生物活性物质和毒素,保证安全生产。

第二节工业微生物菌种的选育在正常生理条件下,微生物依靠其代谢调节系统,趋向于快速生长和繁殖。

但发酵工业需要培养微生物使其积累大量的代谢产物。

所以要采取种种措施打破菌的正常代谢,积累所需要的代谢产物。

如青霉素的原始菌种产黄色素,经菌种选育,可使产生菌不再分泌黄色素。

土霉素产生菌产生大量泡沫,经诱变处理改变遗传特性可使泡沫减少,节省大量消泡剂。

菌种经诱变获得抗phage的特性。

菌种选育的目的是改良菌种的特性,使其符合工业生产的要求。

一、自然选育:从自然界分离获得菌种,根据菌种的自发突变进行筛选而获得菌种㈠从自然界分离获得菌种1.采样:取地面5~15 cm的土壤。

2.增殖培养:(富集培养enrichment) 提供有利于所需菌株生长而不利于其它菌型生长的条件,使所需菌株大量繁殖,从而有利于分离它们。

方法:(1)控制培养基的营养成分:如淀粉琼脂培养基用于丝状真菌增殖。

(2)控制培养条件:细菌,放线菌:pH7.0~7.5 35~37℃霉菌,酵母菌:pH 4.5~6.0 20~28℃(3)抑制不需要的菌类分离细菌:加入丙酸钠以抑制霉菌,酵母分离厌氧菌:焦性没食子酸与氢氧化钠反应除氧3.纯种分离.3.(1)划线法:简单、快速。

(2)稀释法:在培养基上分离的菌落单一均匀,获得纯种的几率大,适合分离具有蔓延性的微生物。

固体培养基四区划法接种法步骤一接种针先以火焰灭菌法灭菌步骤二轻触营养平板上无菌的琼脂处冷却步骤三以接种针轻触菌落,使接种针上沾有细菌。

步骤四更换一个新的无菌营养平板步骤五将接种针上的细菌划于一个新的营养平板上。

此为第一菌区。

步骤六重复第一步骤,将接种针以火焰灭菌法灭菌,然后轻触琼脂无菌处冷却。

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。

固体培养基的稀释涂抹接种法【目的】用来分离单一菌落或用来估计样本中微生物的数目。

需要使用的仪器——震荡机. 4.吸取准备好欲稀释的菌液吸取充分均匀后的菌液取含有 9mL无菌水之试管,将试管口过火灭菌。

将菌液置入,此时试管须做记号为第一次稀释。

将试管于震荡机上,使菌液混合均匀取出试管中的第一次十倍稀释菌液1mL,加入另一个新的含9mL无菌水的试管中。

重复此步骤直至所需要的稀释浓度。

从最后稀释菌液中吸取 0.1mL菌液,置入准备好的无菌琼脂内。

将三角玻璃棒浸于酒精中将三角玻璃棒在火焰上燃烧(须注意勿使燃烧中的酒精滴入酒精瓶中,引起燃烧)使用玻璃棒将菌液均匀涂布开来,将培养皿置于恒温培养箱中隔天观察菌落数目,再依照稀释倍数推算出菌液浓度。

4.生产性能的测定:纯种分离后得到菌株数量大,不可能一一进行性能测试。

一般采用两步法:初筛,复筛。

从而获得较好菌株(野生型菌株)(区别于变异菌株)。

初筛:以量为主复筛:以质为主㈡从自发突变体中获得菌株微生物可遗传的特性发生变化称变异,又称突变,是微生物产生变种的根源,也是育种的基础。

自然突变是指在自然条件下出现的基因变化。

但自发突变的频率较低,往往不能符合工业生产的要求。

因此要利用诱变剂提高菌种的突变频率。

二、诱变育种用各种物理、化学的因素人工诱发基因突变。

是当前菌种选育的一种主要方法。

因为人工诱变能提高突变频率和扩大变异谱,速度快,方法简便。

但诱发突变随机性大,必须与大规模的筛选工作相配合。

所以诱变育种的主要环节是:(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——筛选诱变剂:能够提高生物体突变频率的物质。

. 5.诱变剂:物理:紫外线,快中子化学:硫酸二乙酯,亚硝基胍1.诱变育种的程序选择出发菌株(parent strain)→制备菌悬液→前培养(添加嘌呤,嘧啶或酵母膏提高变异率)→诱变(物理诱变,化学诱变)→变异菌株的分离和筛选2.突变株的筛选:摇瓶筛选法:挑单菌落接斜面→接摇瓶→测生产能力琼脂块筛选法:打孔器取出培养,置鉴定平板测发酵产量。

①随机筛选:传统方法,但要耗费大量的人力物力。

近年来,随着遗传学,生物化学知识的积累,人们对于代谢途径,代谢调控机制了解得更多,所以筛选方法逐渐转向理化性筛选。

②理化性筛选:介绍初级代谢产物高产菌株的筛选。

根据代谢调控机理,氨基酸、核苷酸合成途径中普遍存在反馈阻遏和反馈抑制。

这对于生产菌本身是有意义的,可以避免合成过多的代谢物而造成的浪费。

但在工业中,需要生产菌产生大量的氨基酸,核苷酸等产物。

所以要打破微生物原有的反馈调节系统。

方法㈠降低终产物浓度a.筛选终产物营养缺陷型获得缺少第三个酶的突变株,需供给E才生长。

限量供给E,可打破反馈调节,产生大量C。

b.筛选细胞膜透性改变的突变株使终产物排出细胞,以降低细胞内终产物浓度,避免终产物反馈调节。

Corynebacterium glutamicum)的生物素营养缺陷型如:用谷氨酸棒杆菌((biotin deficiency)进行谷氨酸发酵。

生物素:是B族维生素的一种。

又称维生素H或辅酶R。

生物素是合成脂肪酸所必需的。

因为脂肪酸的生物合成是:利用糖代谢中间产物乙酰CoA(直接原料是丙二酸单酰CoA)在乙酰CoA羧化酶(多酶复合体,辅基为生物素)催化下合成。

因此,脂肪酸是组成细胞膜类脂的必要成分。

. 6.该缺陷型在生物素处于限量的情况下,不利于脂肪酸的合成,因而使细胞膜的渗透性发生变化,有利于谷氨酸透过细胞膜分泌至体外的发酵液中。

如果使用油酸缺陷型菌株或甘油缺陷型菌株,即使在生物素过量的条件下,也可使谷氨酸在体外大量积累。

㈡筛选抗反馈突变菌株a.筛选结构类似物抗性突变株用代谢产物的结构类似物处理微生物细胞,可抑制或阻遏自身的合成酶类。

因此细胞由于缺少这种氨基酸不能生长或者死亡。

而那些对该结构类似物不敏感的突变株,仍可生长,从而可以筛选出该代谢物的抗反馈突变株。

b.利用回复突变筛选抗反馈突变菌株出发菌株经诱变处理,获得对产物敏感的营养缺陷型。

再将营养缺陷型进行第二次诱变处理得到恢复突变株。

筛选的目的不是要获得完全恢复原有状态的回复突变株,而是希望经过两次诱发突变所得的回复突变株不受产物的反馈抑制。

如:谷氨酸棒杆菌的肌苷酸脱氢酶的回复突变株对其终产物鸟苷酸的反馈调节不敏感,从而提高了鸟苷酸的产量。

第三节生产菌种的改良上述诱变育种可以获得高产菌株,缺点是工作量大,且带有相当的盲目性,不能达到定向育种的目的。

随着现代生物技术的发展,原生质体融合,DNA重组可以达到改良菌种的目的。

一、原生质体融合(protoplast fusion)原生质体:脱去细胞壁,只有细胞膜包裹的球状体。

1.标记菌株的筛选:要求两个亲株性能稳定,并带有遗传标记(营养缺陷型和抗药性)2.原生质体的制备:用适当的溶壁酶除去细胞壁,得到两种不同的原生质体3.原生质体的融合与再生:两个亲株的原生质体在高渗条件混合,在助融剂(融合剂)作用下融合,这是原生质体融合的先决条件。

然后是细胞壁再生,即恢复完整细胞并能生长分裂(必要条件)。

.7.4.融合子的选择:融合后产生两种情况:真正的融合——产生杂合二倍体或单倍重组体暂时的融合——形成异核体所以要获得真正融合子,必须在融合子再生后,进行几代自然分离选择,才能确定。

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