《技术育种》PPT课件

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1、第3章新技术育种原理及其进展菌种选育应用微生物遗传和变异理论，用人工方法(或自然)造成变异，再经过筛选以得到人们所需菌种的过程。菌种选育的目的是为了不断提高发酵工业产品的产量和质量，增加新产品和适应工艺改革的要求。菌种选育的方向是选育“吃粗粮”、耐高温、生长快、代谢旺、产量高、质量好、无毒性的优良菌株。自然选育诱变育种杂交育种基因工程育种原生质体融合育种菌种选育方法（一）自然选育在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程叫自然选育。自发突变(spontaneousmuta

2、tion)，也称自然突变，指某些微生物在没有人工参与下所发生的那些突变，但这决不意味着这种突变是没有原因的。一般认为引起自然突变有两个原因：（1）多因素低剂量的诱变效应；（2）互变异构效应。（1）多因素低剂量的诱变效应是指自然突变实际上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，例如充满宇宙空间的各种短波辐射、自然界中普遍存在的一些低浓度诱变物质以及微生物自身代谢活动中所产生的一些诱变物质（如过氧化氢等）一、遗传育种（2）互变异构体（tautomers）的存在引起碱基的错配。C’与A、T’与G

3、、A’与C、G’与T配对。复制时可引起碱基对的转换。在DNA复制中错误引起的突变。自然突变两种情况：生产上所不希望的：菌种的衰退和生产对生产有益的：生产性能提高质量下降制备单孢子（单细胞）悬液适当稀释在固体平板上分离挑取部分单菌落进行生产能力测定经反复筛选以确定生产能力更高的菌株替代原来的菌株自然选育的一般程序：自然选育简单易行，可以达到纯化菌种、防止菌种衰退、稳定生产、提高产量等目的。自然选育的最大缺点是效率低、进展慢，很难使生产水平大幅度提高。（二）诱变育种诱变育种就是人为地利用物理或化学等因素

4、，使诱变对象细胞内的遗传物质发生变化，引起突变，并通过筛选获得符合要求的变异菌株的一种育种方法。诱变育种不仅可以提高菌种的生产能力，且可改进产品质量、扩大品种和简化生产工艺。目前发酵工业中应用的生产菌株大部分是诱变育种得来的。以青霉素为例，1943年开始生产时的效价仅为20U/ml，通过多次诱变育种现已达50000-100000U/ml。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。基因突变的类型（根据遗传信息的变化）原序列5‘-AUGCCUUCAAGAUGUGGGM

5、etProSerArgCysGly(1)同义突变5‘-AUGCCUUCAAGAUGUGGAMetProSerArgCysGly(2)错义突变5‘-AUGCCUUCAGGAUGUGGAMetProSerGlyCysGly(3)无义突变5‘-AUGCCUUCAAGAUGAGGAMetProSerArg(4)移码突变5‘-AUGCCUUCAAGUGUGGGMetProSerSerVal诱变育种原理1、诱变育种的诱变剂凡能引起生物体遗传物质发生变异的因素，统称诱变剂。如紫外线、X-射线、-射线、快中子、超声

6、波等诱变剂物理诱变剂化学诱变剂生物诱变剂噬菌体、转座子2、诱变育种的基本方法原始菌株（出发菌株）细胞或孢子悬液制备活细胞计数诱变剂处理活细胞计数中间培养突变株分离初筛复筛生产性能试验诱变预备处理诱变育种的工作程序诱变部分筛选部分（1）、出发菌株的选择选择时注意以下几点：1）选择对诱变剂敏感性强、变异幅度大的菌株作为出发菌株。2）最好选用已经过生产选育的自发突变菌株。3）采用具有有利性状的菌株作为亲本，如生长速度快，营养要求低等。4）由于有些菌株在发生某一变异后会对其它诱变因素的敏感性提高，故有时可考虑

7、选择已发生其它变异的菌株作为出发菌株。例如，在金霉素生产菌的诱变中，失去（黄色）色素的变异菌株作为出发菌株则产量会不断提高。（2）、单细胞（或单孢子）悬液制备一般均采用生理状态一致的单细胞或单孢子悬液进行诱变处理。？？因为1）分散状态的细胞可均匀地接触诱变剂2）可避免长出不纯的菌落。处理前，细胞应尽可能达到同步生长状态细胞菌龄一般在对数期，霉菌的菌丝一般是多核的，所以对霉菌的处理一般应采用孢子悬浮液。紫外线(Uv)使用历史较久、廉价、危险性小、效果好，应用较广对诱变最有效的波长是260nm左

8、右(253-265nm)作用机制主要是形成胸腺嘧啶二聚体以改变DNA生物活性,造成菌体变异甚至死亡.诱变剂的选择与剂量确定？？（3）、诱变发生的比较快中子中子是不带电荷的粒子，可由回旋加速器、静电减速器或原子反应堆产生。中子不直接产生电离，但能使吸收中子的物质的原子核射出质子，因而快中子的生物学效应几乎完全是由质子造成的。中子分为快中子和慢中子。快中子的能量为0.2-10百万电子伏特，慢中子能量为1/4至100电子伏特。慢中子的效应同射线、