2菌种选育、保藏与复壮

1、第二章第二章 菌种选育、保藏与复壮菌种选育、保藏与复壮 菌种选育 菌种保藏与复壮 国内外主要的菌种保藏机构http:/ 菌种选育菌种选育 一、微生物菌种选育的理论基础 （一）微生物的遗传性和变异性 遗传 变异 微生物的遗传性和变异性的特点1.研究的历史（1）孟德尔 豌豆试验孟德尔（孟德尔（G. J. Mendel 1822-1884 ）奧地利奧地利遗传学遗传学家、修家、修道士孟道士孟德尔德尔 （二）遗传变异的物质基础（二）遗传变异的物质基础（2）摩尔根 果蝇试验 J. H. Morgan(1866-1945)l美国的生物学家与遗美国的生物学家与遗传学家，发现染色体的传学家，发现染色体的遗传机制

2、，创立染色体遗传机制，创立染色体遗传理论，现代实验生遗传理论，现代实验生物学奠基人。物学奠基人。l 1933年，摩尔根获得年，摩尔根获得诺贝尔生理医学奖。诺贝尔生理医学奖。 （3）1868年，年轻的瑞士化学家、医生米歇尔（Miesher,F.18441895）从细胞核中分离出核酸。 Friedrich Meischer（4）证明核酸是遗传物质的3个经典实验：细菌转化试验、烟草花叶病毒的拆合实验及噬箘体感染试验细菌转化实验细菌转化实验肺炎链球菌：肺炎链球菌：S型（菌体具荚膜，菌落表面光滑，有型（菌体具荚膜，菌落表面光滑，有 致病能力）致病能力） R型（菌体无荚膜，菌落表面粗糙，无型（菌体无荚膜，

3、菌落表面粗糙，无 致病能力）致病能力）1928年，年，F.Griffth作了作了3组实验组实验:噬菌体感染试验噬菌体感染试验植物病毒重建实验植物病毒重建实验实验证明，遗传信息的流向与实验证明，遗传信息的流向与DNA的传递是一致的。的传递是一致的。HRV：车前草病毒；TMV：烟草花叶病毒2.遗传物质的分子结构和化学组成（1）遗传物质的化学组成（2）遗传物质的结构（3）DNA的复制：半保留、半不连续复制。3.遗传物质在细胞中的存在形式（1）真核生物 DNA与组蛋白结合。（2）原核生物 不与组蛋白结合，呈环状。（3）质粒 共价闭合DNA分子。（4）基因与染色体。二、自然选育（一）菌种退化变异的原因1

4、. 遗传基因型的分离。2. 自发变异的发生。3. 人工诱变导致的退化变异。（二）自然选育的目的和适应条件（三）自然选育的方法1.通过表现形态来淘汰不良菌株2.通过目的代谢物产量的考察3.纯度考察4.传代的稳定性试验三、诱变育种 诱变育种：诱变育种： 人为地将对象生物置于诱变因子中，使该生物体发生突变，从这些突变体中筛选具有优良性状的突变株的过程。（一）突变：自发突变诱发突变定向育种（二）诱变的基本原理 1.诱变剂 物理诱变剂化学诱变剂生物诱变剂诱变剂诱变剂2. 诱变剂作用机理诱变剂作用机理（1）物理诱变因子诱变机理（2）化学诱变剂诱变机理（3）生物诱变剂诱变机理紫外线对紫外线对DNA的损伤及其

5、修复的损伤及其修复嘧啶嘧啶嘧啶二聚体嘧啶二聚体UV光复活作用光复活作用嘧啶二聚体嘧啶二聚体嘧啶嘧啶光解酶光解酶四、微生物的杂交育种（一）杂交育种的目的（二）杂交育种的程序1菌种准备2.杂交育种使用的培养基3.杂交育种的方法五、原生质体融合 原生质体 原生质体融合 原生质体融合技术的特点 微生物原生质体融合育种方法（标记菌株筛选、原生质体制备、原生质体再生试验、原生质体融合、融合子的选择） 出现问题及解决方法六、基因工程技术 DNA重组技术 DNA重组技术的基本程序 DNA重组的操作基因的剪刀限制性内切酶 基因的针线DNA连接酶 黏性末端：被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸

6、，它们之间正好互补配对，这样的切口叫做黏性末端。 DNA连接酶：两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，然后让两者的黏性末端通过互补的碱基黏合起来，DNA连接酶在断口处把两条DNA末端之间的缝隙“缝合“起来形成共价键。基因的运输工具运载体 作用：要将一个外源基因，送入受体细胞。 条件： 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存； 具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接； 具有某些标记基因，便于进行筛选。 常用运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒等。 质粒：是基因工程最常用的运载体，存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。大肠杆菌质

7、粒的分子结构示意图大肠杆菌质粒的分子结构示意图基因工程流程图第二节 菌种保藏与复壮目的目的：在一定时间内使菌种不死、不变、不乱，：在一定时间内使菌种不死、不变、不乱，以供研究、生产、交换之用。以供研究、生产、交换之用。菌种保藏的目的和原则：菌种保藏的目的和原则：基本原则基本原则：1、挑选典型菌种的优良纯种。、挑选典型菌种的优良纯种。 2、尽量使用分生孢子、芽孢等休眠体、尽量使用分生孢子、芽孢等休眠体 3、创造有利于休眠的保藏环境（如干、创造有利于休眠的保藏环境（如干燥、低温）。燥、低温）。 4、尽可能多的采用不同的手段保藏一、尽可能多的采用不同的手段保藏一些比较重要的微生物菌株。些比较重要的微

8、生物菌株。基本方法基本方法培养基传代培养（培养基传代培养（斜面、平板）斜面、平板）寄主传代培养寄主传代培养低温（低温（液氮、低温冰箱液氮、低温冰箱）干燥（干燥（沙土管、真空干燥）沙土管、真空干燥）生活态生活态休眠态休眠态一、菌种保藏（一）低温保藏法（二）低温定期移植法（三）石蜡油低温保藏法（四）干燥保藏 沙土管法、滤纸保藏法、大小米保藏法（五）甘油管保藏法（六）真空冷冻干燥法（七）液氮超低温保存二、菌种的提纯与复壮菌种提纯与复壮的方法：（一）菌种的提纯（二）通过寄主体进行复壮（三）淘汰已经衰退的个体防止衰退的措施防止衰退的措施1）减少传代次数；减少传代次数；2）创造良好的培养条件；）创造良好的培养条件；3）利用单核体传代；）利用单核体传代；4）经常进行纯种分离，并对相应的性状指标进行检查；）经常进行纯种分离，并对相应的性状指标进行检查；5）采用有效的菌种保藏方法。）采用有效的菌种保藏方法。第三节第三节 国内外主要的菌种保藏机构国内外主要的菌种保藏机构（自学）（自学） （一）国内菌种保存管理机构 （二）国外主要菌种收集保藏机构 (P47)本章小结本章小结 1. 遗传物质研究历史 2.导致微生物退化变异的原因 3.微生物育种的方法 4.诱变育种、诱变剂、作用机理 5.菌