《工程菌株选育》word版

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1、工程菌株选育2011-11-2608:41

2、(分类:默认分类) 第一章  绪论第一节 工业微生物育种在发酵工业中的地位第二节 工业微生物育种的进展工业微生物育种是建立在遗传和变异的基础上的，没有变异，生物界将失去进化的素材；没有遗传，变异也无法积累。通过菌种的选育我们可以提高产品的产量和质量。一、工业微生物育种技术的发展经历了几个阶段（一）自然选育：对工业微生物育种有很大的影响。例如1、在酒精发酵中，推广了自然选育的纯系良种，扭转了酒精生产中的不稳定现象。2、由于自然突变频率低，单纯依赖自然界存在的微生物群体来进行的自然选育无疑有很大的局限性，进而推进了人工诱变育种的

3、发展。 （二）诱变育种1、发酵工业中的各种优良高产菌株绝大部分都是诱变育种方法获得的菌株。2、但是，菌株长期使用诱变剂处理后，会产生诱变剂疲劳效应，所以出现了杂交育种。（三）杂交育种 1、杂交育种也应当建立在诱变育种的基础上。2、杂交育种的主要目的在于把不同菌株的优良经济性状集中于重组体中，克服长期用诱变剂处理造成的上述缺陷，同时杂交还是增加产品新品种的手段之一。（四）代谢控制育种1、是以20世纪50年代谷氨酸发酵取得成功为起点的2、代谢控制育种的活力在于以诱变育种为基础，获得各种解除或绕过了微生物正常代谢途径的突变株，从而人为地使有用产物选择性地大量生成和积累。（五

4、）基因工程育种第二章 工业微生物育种诱变剂诱变剂：凡能诱发生物基因突变，并且突变频率远远超过自发突变率的物理因子或化学物质，称为诱变剂。它们包括物理诱变剂、化学诱变剂和生物诱变剂三大类。第一节 物理诱变剂物理诱变剂是通常使用物理辐射中的各种射线，较广泛的是紫外线、X射线、γ射线和快中子。物理辐射分为电离辐射和非电离辐射，都是以量子为单位的可以发射能量的射线。电离辐射在穿过物质时能产生离子，非电离辐射在穿过物质时不能产生离子。    电离辐射（X射线、γ射线），非电离辐射（紫外线）一、物理诱变剂的生物学效应1、物理诱变剂对微生物的诱变作用主要是由高能辐射导致生物系统损伤

5、，继而发生遗传变异的一些列复杂的连锁反应过程。2、其作用通常分为物理，物理-化学，化学和生物学等几个阶段。3、辐射引起的生物效应，根据辐射种类和微生物种类不同而有所差异，电离辐射主要引起DNA上的基因突变和染色体的畸变；非离辐射主要导致形成嘧啶二聚体。二、非电离辐射—紫外线   （一）紫外线1、紫外线的有效光谱：紫外线的光谱范围在40～390nm，DNA可以吸收的紫外线光谱为260nm。15W紫外灯管放射出来的紫外线大约有80%的波长集中在这个范围内，诱变效应比30W的好。2、紫外线的辐射剂量：紫外线的诱变剂量可分绝对剂量和相对剂量三、电离辐射电离辐射的照射方法   

6、  ①直接对平皿上生长的菌落进行照射，②或者用直径6-10mm的打孔器把菌落连琼脂一同取出，置于灭菌平皿内进行照射，③也可制成菌悬液。（取1ml置于试管内并浸入冰水中，从上或侧面或向下进行短时间照射，处理完后把装有菌体细胞的试管继续冰裕2-3 h，因为低温可以降低或抑制修复酶的活性，防止突变体因修复酶的修复而还原为正常细胞第二节 化学诱变剂化学诱变剂是一类能对DNA起作用、改变其结构、并引起遗传变异的化学物质。化学诱变剂种类很多，有无机化合物和有机化合物，本节介绍的化学诱变剂包括四大类：碱基类似物、烷化剂、移码突变剂和其他种类。一、碱基类似物碱基类似物是一类和天然的嘧

7、啶嘌呤等四种碱基分子结构相似的物质，是一种既能诱发正突变，也能诱发回复突变的诱变剂。1、碱基类似物的诱变处理方法（以5-BU和5-FU为例）   ①单独处理：⑴将新鲜斜面的细菌移接到前培养的液体培养基中，培养到对数期，离心除去培养液，加入生理盐水或缓冲液，饥饿培养8-10h，以消耗其体内的储存物质。⑵将5-BU或5-FU加入到以上饥饿培养的培养液中，使终浓度为25-40µg/ml，混合均匀。⑶取0.1-0.2 ml菌悬液加入到琼脂平板上涂布培养，使之在适宜温度下的生长过程中诱变处理。⑷培养后挑取单菌落进行筛选。如果处理真菌、放线菌孢子，则要提高5-FU的浓度。②与辐射

8、线复合处理：菌体先用碱基类似物处理，将它们渗入到DNA分子中，然后用辐射线照射，诱变后的效果比单独更好。二、烷化剂烷化剂分单功能烷化剂和双功能烷化剂或多功能烷化剂两大类。①前者仅一个烷化集团，对生物毒性小，诱变效应大；②后者具有两个或多个烷化集团，毒性大，致死率高，诱变效应较差。（一）烷化剂的性质     烷化剂性质比较活泼，不太稳定，在水溶液中容易发生水解，大部分半衰期很短，其长短与温度、溶液pH关系很大。1、1-甲基-3-硝基-1-亚硝基胍（简称亚硝基胍）  ①符号NTG或 NG或MNNG  ②NTG有超诱变剂之称，能使细胞发生一次或多次突变，诱