发酵工程 2 发酵工业菌种

1、2发酵工业菌种发酵工业菌种思考题思考题1 1、常见的工业微生物包括哪些类群？、常见的工业微生物包括哪些类群？2 2、作为工业生产菌株应具备哪些基本特性？、作为工业生产菌株应具备哪些基本特性？3 3、了解发酵工业中的细菌、酵母菌、霉菌、放、了解发酵工业中的细菌、酵母菌、霉菌、放线菌及其生产的产品。线菌及其生产的产品。4 4、掌握菌种分离筛选的基本过程。、掌握菌种分离筛选的基本过程。常见的工业微生物：常见的工业微生物： 包括病毒、立克次氏体、细菌、放线菌、酵母菌、包括病毒、立克次氏体、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、单细胞藻类、原生动物和支原体等。霉菌、单细胞藻类、原生动物和支原体等。 广义的微生物：

2、广义的微生物： 细菌、放线菌、酵母菌、霉菌及危害细菌、放细菌、放线菌、酵母菌、霉菌及危害细菌、放线菌生长的噬菌体等线菌生长的噬菌体等 。 2 2放线菌放线菌( (actinomycesactinomyces) ) 1 1）链霉菌属链霉菌属( (StreptomycesStreptomyces) )产生的抗生素：包产生的抗生素：包括链霉素、新霉素、卡那霉素、妥布拉霉素、括链霉素、新霉素、卡那霉素、妥布拉霉素、越霉素、春雷霉素、土霉素、金霉素、螺旋霉越霉素、春雷霉素、土霉素、金霉素、螺旋霉素、红霉素、麦迪霉素等。素、红霉素、麦迪霉素等。 2 2）其它放线菌产生的抗生素：庆大霉素、利福）其它放线菌产

3、生的抗生素：庆大霉素、利福霉素、指孢囊霉素、马杜拉霉素。霉素、指孢囊霉素、马杜拉霉素。4霉菌(mould) 是一群在营养基质止形成绒毛状、网状或絮状菌丝真菌的通称。1）曲霉属(Aspergillus) 黑曲霉（A. niger）：有多种活性强大的酶系，是酶制剂工业广泛应用的菌种之一。用以生产酸性蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、纤维素酶等，它的变异菌株可产生柠檬酸、葡萄糖酸、草酸及抗坏血酸。二、工业生产对菌种的要求二、工业生产对菌种的要求 2、诱变育种 诱变育种是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选少数符合育种

4、目的的突变株，以供生产实践或科学研究用。常用的化学诱变剂根据其作用方式不同分为三种类型。 (1)与核酸碱基化学反应的诱变剂 此类型主要有烷化剂、亚硝酸和羟胺等。常见的烷化剂有硫酸二乙酯(EDS)、甲基磺酸乙酯(EMS)、N-甲基-N-硝基-N-亚硝基胍(NTG)、亚硝基甲基脲(NMU)、氮芥、乙烯亚胺和环氧乙酸等。 碱基中的鸟嘌呤最易受烷化剂作用，形成6-烷基鸟嘌呤，并与胸腺嘧啶错误配对，造成碱基转换。 胸腺嘧啶被烷基化后，可与鸟嘌呤错误配对。 (2)碱基类似物 这些化合物有5-溴尿嘧啶(5-BU)，5-氟尿嘧啶(5-FU)、8氮鸟嘌呤(8-NG)和2-氨基嘌呤(2-AP)等。它们与碱基的结构

5、类似，在DNA复制时，它们可以它们可以被错误地掺入被错误地掺入DNA，引起诱变效应，所以说它们引起诱变效应，所以说它们引起碱基置换的作用是间接的。引起碱基置换的作用是间接的。 (3)移码突变的诱变剂 移码突变是指由一种诱变剂引起DNA分子中的一个或少数几个核苷酸的插入或缺失，从而使该部位后面的全部遗传密码发生转录和翻译错误的一类突变。由移码突变产生的突变体称为移码突变体。 吖啶类染料(原黄素、吖啶黄、吖啶橙及 -氨基吖啶等)和一系列称为ICR类的化合物(它们是一些由烷化剂与吖啶类化合物相结合的化合物)都是移码突变的有效诱变剂。自然界直接分离到的野生型菌株自然界直接分离到的野生型菌株 经历过生产

6、条件考验的菌株经历过生产条件考验的菌株 已经历多次育种处理的菌株已经历多次育种处理的菌株2）制备菌悬液3）诱变处理剂量确定预试验诱变育种中还常常采取诱变剂复合处理诱变剂复合处理，使它们产生协同效应。复合处理可以将两种或多种诱变剂分先后或同时使用，也可用同一诱变剂重复使用。因为每种诱变剂有各自的作用方式，引起的变异有局限性，复合处理则可扩大突变的位点范复合处理则可扩大突变的位点范围围，使获得正突变菌株的可能性增大，因此，诱变剂复合处理的效果往往好于单独处理。4、杂交育种 杂交育种(Hybridization)一般是指人为利用真核微生物的有性生殖或准性生殖，或原核微生物的接合、F因子转导、转导和转

7、化等过程，促使两个具不同遗传性状的菌株发生基因重组，以获得性能优良的生产菌株。6、基因工程育种、基因工程育种六、发酵工业菌种的复壮与保藏 （一）工业生产菌种的退化现象及原因 菌种退化（degeneration）主要指生产菌种或选育过程中筛选出来的优良菌株，由于连续传代或保藏之后，群体中某些生理和形态特征逐渐退化或完全丧失（包括菌株产孢子能力、发酵主产物产量下降）的现象。抗不良环境条件（抗噬菌体、抗低温等）能力的减弱。代谢产物生产能力下降：如藤仓赤霉产赤霉素能力下降；1）从菌种选育方面考虑在育种过程中，应尽可能使用孢子或单核菌株，避免对多核细胞进行处理；在使单链突变的同时，使另一条单链丧失模板作

8、用，以减少出现分离回复现象；诱变处理后应进行充分的后培养及分离纯化，以保证菌株的“纯度”。3）创造良好的培养条件在进行栖土曲霉培养时，温度从28-30提高到33-34，可防止产孢子能力的衰退。1、纯种分离法 在衰退菌种的细胞群中，一般还存在仍保持原有性状的个体，设法对其进行分离纯化。3、选择合适的培养条件 如平菇菌种在PDA培养基上连续传代会导致菌种衰退，而在PDA综合培养基（PDA中添加维生素和蛋白胨等）中培养则能使衰退的菌种复壮。v菌种保藏的基本原理： 根据微生物的生理生化特性，人为地创造条件，使微生物处于代谢不活泼、生长繁殖受到抑制的休眠状态，以减少菌种的变异。一般可通过降低培养营养成分、低温、干燥和缺氧等方法，达到防止突变、保持纯种的目的。1斜面保藏法 这是一种最基本的方法，适用范围广，细菌、真菌和放线菌都可应用。 3沙土管干燥保藏法： 这种方法适用于形成芽孢的细菌、形成孢子的丝状真菌和放线菌。其原理是将微生物吸附在各种载体上，干燥后保藏