文档介绍：1第三章优良菌种的选育?选种:经过比较、鉴定自然界中的微生物,从中分离和筛选出某些性能较强的,符合要求的菌种。?育种:是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行多方位的改造的过程。通过改造,可使现存的优良性状强化,或去除不良性质或增加新的性状。?菌种选育:指先经过选种,分离出性能相对较好的菌株,再经过育种,使其性能进一步提高,以满足生产和研究需要的过程。2发酵工业优良菌种的特征?生长繁殖能力强,且遗传特性稳定?短期内产生大量发酵产物,不或少产生副产物?利用来源广泛、价廉而丰富的原材料,高效将原料转化为产品?对高浓度的有潜在毒性的底物、前体或产品的强耐受力?对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感;抗噬菌体感染,产生泡沫少?目标产物最好能分泌到胞外,以降低产物抑制并利于产物分离;?对溶氧的要求低,便于培养及降低能耗。3工业菌种育种的方法?自然选育?诱变选育?杂交育种?原生质体融合?基因工程育种?如果对特定菌种的基本遗传性状和生物化学方面及其工艺知晓甚少,则多半采用随机诱变、筛选及选育等技术:?如果对其遗传及生物化学方面的性状已有较深的认识,则可选择基因重组等手段进行定向育种。通过增加特定基因的拷贝数或增加相应基因的表达能力来提高限速酶的含量;或在代谢途径中引伸出新的代谢步骤,由此提供一个旁路代谢途径,解除或绕过代谢途径中的限速步骤。基因突变基因重组4第一节自然选育?一、定义:不经人工处理,利用微生物的自然突变进行菌种的选育的过程。?二、原理:?(一)多因素低剂量诱变效应:自然突变实质是由一些原因不详的低剂量诱变因素引起的长期综合效应。?如自然环境中,宇宙间的短波辐射和紫外线等,虽然在自然条件下,它们对地球上生物的辐射量并不大,但一般认为辐射的诱变作用不存在阈值,任何微弱的辐射均有诱变效应,且具有累加性。?自然环境中存在低剂量的金属离子、高分子化合物、生物碱药物、染料及微生物产生的H2O2等都能成为引起生物突变的化学因素。5(二)互变异构效应:?指四种碱基的第六位上的***基和氨基的瞬间变构,会引起碱基的错配。?例如:胸腺嘧啶(T)和鸟嘌呤(G)可以***式或烯醇式出现,胞嘧啶(C)和腺嘌呤(A)可以氨基式或亚氨基式出现。?一般生理条件下,碱基互变平衡反应倾向于***式或氨基式,所以,DNA两条互补链之间总是以A:T和C?G碱基配对。但是T偶尔也会以稀有的烯醇式形式出现,这样在DNA复制到达这一位置的瞬间,新合成链中T对应的不再是A,而是G;同理,若碱基C以稀有的亚氨基形式出现,在DNA复制到达这一位置的瞬间,则它对应的不是G,而是A,有人认为这就是造成了菌体自发突变的原因之一。?碱基对发生自然突变的机率约为10-8一10-9。6碱基的互变异构效应碱基的互变异构效应互变异构效应引起的碱基配对异常互变异构效应引起的碱基配对异常7三、自然选育操作步骤:自然选育一般是从生产菌种出发。生产菌种在发酵过程中可能有极少数的个体发生了有利于发酵生产的正向突变,直接将发生正向突变的菌株分离出来即可获得具有更加优良生产性状的菌株,所以****惯上将自然选育又称为菌种的分离纯化。单细胞(孢子)悬液的制备平板分离挑选单菌落(注意形态的观察)发酵试验8四、自然选育的特点?优点:简单易行,自然选育虽然突变率很低,但却是工厂保证稳产高产的重要措施。?缺点:效率低,进展慢,不能满足育种工作要求;发生负向突变,表现为菌株的衰退和生产质量的下降的几率更高。?回复突变:高产菌株在传代的过程中,由于自然突变导致高产性状的丢失,生产性能下降的现象。9第二节诱变育种?一个基因的自然突变频率仅10-8-10-9左右,以微生物的自然变异作为基础的菌种选育的机率并不很高。?诱变育种是以诱发突变为基础的育种,是迄今为止国内外提高菌种产量、性能的主要手段。10一、诱变育种原理?理论基础:基因突变?突变:由于染色体或基因本身的变化而产生的遗传性状的改变。?包括染色体畸变和基因突变?染色体畸变:指染色体或DN***断的缺失、插入、易位、逆位、重复等。?基因突变:指DNA分子结构中的某一部位发生变化(又称点突变)可分为碱基置换、移码突变、缺失和插入四种形式。。