微生物的菌种选育

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1、工业微生物5.微生物的菌种选育理想发酵工业用菌要求1、遗传性状稳定；2、生长速度快，不易被噬菌体等异种微生物污染；3、目标产物的产量尽可能接近理想转化率；4、最好是胞外产物；5、尽可能减少产物类似物的生成；6、培养基简单、来源广、价格低；7、对T、pH、离子强度、剪切力不敏感；8、溶氧要求低、便于培养能耗低；5.1从自然界中获得新菌种5.1.1采样5.1.2增殖5.1.3纯化5.1.4性能鉴定调查研究，查阅资料设计试验方案确定样品的生态环境、季节选择和地点选择采样增殖培养(1)控制营养成分(2)控制pH(3)温度控制纯种分离(1)稀释

2、法(2)划线法(3)组织分离原种斜面筛选(1)纸片培养显色法(2)透明圈法(3)变色圈法(4)生长圈法(5)抑菌圈法复筛再复筛3－5株性能鉴定发酵pH、T、通风、搅拌、无菌程度、适应性、副产品和对低劣廉价原料的利用毒性实验菌种鉴定5.2基因突变和微生物菌种选育一、3个经典实验（一）经典转化试验最早进行转化（transformation）实验的是F.Griffith（1928年），他以Streptococcuspneumoniae（肺炎链球菌，旧称“肺炎双球菌”）作为研究对象。5.2.1遗传变异的物质基础（1）动物实验著名的肺炎球菌转化

3、试验S型，致病菌，具荚膜，菌落表面光滑（smoth）R型，非致病菌，无荚膜，菌落表面粗糙（rough）S型R型加热灭菌热死S菌＋活R菌（2）细菌培养试验（3）S型菌的无细胞抽提液试验Avery在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验（1）从活的S菌中抽提各种细胞成分（DNA，蛋白质，荚膜多糖等）（2）对各组分进行转化试验只有DNA被酶降解破坏的抽提物无转化活性DNA是转化所必需的转化因子（二）噬菌体感染实验1952年，A.D.Hershey和M.Chase发表了证明DNA是噬菌体的遗传物质基础的著名实验——噬菌体感染实验35S－蛋白

4、质外壳的噬菌体32P－DNA核心的噬菌体在DNA中存在着包括合成蛋白质外壳在内的整套遗传信息。（三）植物病毒的重建实验为了证明核酸是遗传物质，H.Fraenkel-Conrat（1956）用含RNA的烟草花叶病毒（TMV）进行了著名的植物病毒重建实验。烟草花叶病毒的核酸抗血清处理，证明杂种病毒的蛋白质外壳来自病毒1，而非病毒2杂种病毒的后代的蛋白质外壳表现为病毒2，而非病毒1遗传物质是核酸（RNA）而非蛋白质霍氏车前病毒的蛋白质外壳HRVHMV亚病毒的一种：具有传染性的蛋白质致病因子，迄今为止尚为发现该蛋白内含有核酸。其致病作用是由于

5、动物体内正常的蛋白质PrPc改变折叠状态为PrPsc所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。二、朊病的发现与思考思考1）蛋白质是否可以作为遗传物质？prion是生命的一个特例？还是仅仅为表达调控的一种形式？2）蛋白质折叠与功能的关系，是否存在折叠密码？DNA→RNA→肽链→蛋白质三、原核微生物的质粒1.定义和特点质粒：一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。cccDNAocDNAlDNA另一类质粒的复制与核染色体的复制不同步，在这类细胞中，一般含10～15个或更多质粒。严紧型复制控制（stri

6、ngentreplicationcontrol）松弛型复制控制（relaxedreplicationcontrol）质粒的复制与核染色体的复制同步，在这类细胞中，一般只含1～2个质粒；质粒是一种独立存在于细胞内的复制子（replicon）。通常以共价闭合环状（covalentlyclosedcircle，简称CCC）的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中；也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒；质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb；（细菌质粒多在10kb以内）2.质粒的分子结构提取所有胞内DNA后电镜观察；超速离心或琼脂糖凝胶电泳

7、后观察；对于实验室常用菌，可用质粒所带的某些特点，如抗药性初步判断。特定的质粒提取方法和后处理使染色体和RNA均被除掉。3.质粒的检测质粒的主要功能在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能，从而使宿主得到生长优势。质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的；质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效应致育因子（Fertilityfactor，F因子）抗性因子（Resistancefactor，R因子）产细菌素的质粒（Bacteriocinproductionplasmid）毒性质粒（virulenceplasmid）代谢质粒（Meta

8、bolicplasmid）隐秘质粒（crypticplasmid）4.质粒的主要类型（1）F质粒（Fplasmid）又称F因子、致育因子（fertilityfactor）或性因子（sexfactor），其大小约100kb