微生物遗传与育种实验

1、微生物遗传与育种实微生物遗传与育种实验验 实验目的实验目的 掌握微生物遗传与育种的相关研究技术：诱变、杂交、转化、性状检测、掌握微生物遗传与育种的相关研究技术：诱变、杂交、转化、性状检测、遗传分析等遗传分析等 将遗传学知识与育种技术相结合，达到具备独立进行遗传学实验设计、微将遗传学知识与育种技术相结合，达到具备独立进行遗传学实验设计、微生物育种技术路线设计与现代微生物分子遗传技术操作能力的目标。生物育种技术路线设计与现代微生物分子遗传技术操作能力的目标。实验内容实验内容多糖产生菌突变株的筛选和鉴定多糖产生菌突变株的筛选和鉴定1.1.根瘤菌多糖产量鉴定根瘤菌多糖产量鉴定 2.2.根瘤菌抗生素抗性

2、检测和突变株筛选根瘤菌抗生素抗性检测和突变株筛选 3.3.两亲本杂交两亲本杂交 4.4.电转化电转化5.5.杂交子鉴定杂交子鉴定 技术路线技术路线多糖提取测定多糖提取测定出发菌株抗性测定出发菌株抗性测定杂交子鉴定杂交子鉴定电转化电转化两亲本杂交两亲本杂交杂交子筛选杂交子筛选出发菌株抗性诱变出发菌株抗性诱变时间安排时间安排分组安排分组安排培养基配制培养基配制 TY培养基（培养根瘤菌）：胰蛋白胨培养基（培养根瘤菌）：胰蛋白胨5.0 g，酵母粉，酵母粉3.0 g，CaCl2 0.3 g，水，水1000 ml，pH 7.0。杂交用，。杂交用，250ml液体液体/500ml三角瓶，每组三角瓶，每组2瓶。

3、诱变用，瓶。诱变用，250ml固体固体/500ml三角瓶，每组三角瓶，每组2瓶。抗性测试用，瓶。抗性测试用， 50ml固固体体/250ml三角瓶，每组三角瓶，每组2瓶。瓶。 蔗糖酵母膏培养基（培养根瘤菌）：蔗糖蔗糖酵母膏培养基（培养根瘤菌）：蔗糖10.0 g，酵母，酵母膏膏4.0 g，磷酸氢二钾，磷酸氢二钾0.5 g，硫酸镁，硫酸镁0.2 g，氯化钠，氯化钠0.2 g，钼酸钠（钼酸钠（0.5%溶液）溶液）4.0 ml，硼酸（，硼酸（0.5%溶液）溶液）4.0 ml，碳酸钙，碳酸钙5.0 g，水，水1000.0 ml，pH 7.2-7.4。多糖测。多糖测定用，定用， 250ml/500ml三角瓶

4、，每组三角瓶，每组4瓶。瓶。 LB培养基（培养大肠杆菌）：胰蛋白胨培养基（培养大肠杆菌）：胰蛋白胨10 g，NaCl 5 g， 酵母膏酵母膏 10 g，水，水1000.0 ml， pH 7.2。质粒提取用，。质粒提取用，试管装试管装5 ml，每人，每人2支。杂交用，支。杂交用，50ml液体液体/250ml三三角瓶，每组角瓶，每组1瓶。瓶。 生理盐水：生理盐水：一、根瘤菌多糖产量鉴定一、根瘤菌多糖产量鉴定实验步骤：实验步骤：摇瓶发酵（实验准备）：摇瓶发酵（实验准备）：200 ml200 ml蔗糖酵母膏蔗糖酵母膏培养基培养基/500 ml/500 ml三角瓶（三角瓶（1010瓶），接种振荡瓶），接

5、种振荡培养培养36 h36 h。观察多糖产量：粘稠观察多糖产量：粘稠离心：离心：8000 rpm8000 rpm离心离心10 min10 min，收集上清液，收集上清液酒精沉淀多糖：在上清液中缓慢加入等体积酒精沉淀多糖：在上清液中缓慢加入等体积95%95%乙醇，沉淀多糖乙醇，沉淀多糖干燥称重：干燥称重：8000 rpm8000 rpm离心离心10 min10 min，收集沉，收集沉淀，淀，6060鼓风烘干，称重。鼓风烘干，称重。二、根瘤菌抗生素抗性检测二、根瘤菌抗生素抗性检测实验步骤：1.1.配制含抗生素配制含抗生素TYTY培养基（氯霉素培养基（氯霉素5 5g/ml ，利福霉素，利福霉素5g/

6、ml ）；2.2.接种：斜面接种：斜面平板；平板；3.3.培养培养36 h36 h后观察生长情况，确定根瘤菌抗药性。后观察生长情况，确定根瘤菌抗药性。结果：菌落生长，说明？结果：菌落生长，说明？三、用梯度平板法筛选根瘤菌抗药性突变株三、用梯度平板法筛选根瘤菌抗药性突变株 1、制备菌液、制备菌液2、紫外线诱变、紫外线诱变3、增殖培养（黑暗下操作）、增殖培养（黑暗下操作）4、制备梯度培养皿、制备梯度培养皿5、涂布菌液、涂布菌液6、抗药性的测定、抗药性的测定三、两亲本杂交三、两亲本杂交实验步骤：实验步骤：1.1.菌体培养（实验准备）：菌体培养（实验准备）：根瘤菌：根瘤菌：TYTY培养基培养基5 ml

7、5 ml试管，接种，培养试管，接种，培养20 h20 h大肠杆菌（大肠杆菌（pSC123pSC123）：）：LBLB培养基培养基5 ml5 ml试管，接种，培养试管，接种，培养18h18h2.2.离心：离心：8000 rpm8000 rpm离心离心2 min2 min，收集菌体沉淀，用无，收集菌体沉淀，用无菌水重悬，再次菌水重悬，再次8000 rpm8000 rpm离心离心2 min2 min，收集菌体沉，收集菌体沉淀，用淀，用TYTY培养基培养基1000 l1000 l重悬。重悬。3.3.杂交：分别取杂交：分别取200 l200 l根瘤菌和根瘤菌和E.coliE.coli菌悬液混合，菌悬液混

8、合，加加1000 l TY1000 l TY培养基，静置培养基，静置24 h24 h后涂布选择性平后涂布选择性平板筛选杂交子。板筛选杂交子。4.4.选择性平板：无氮培养基（选择性平板：无氮培养基（Kn 50 g/mlKn 50 g/ml，Rif 50 Rif 50 g/mlg/ml）5.5.挑取杂交子在双抗无氮培养基上划线纯化。挑取杂交子在双抗无氮培养基上划线纯化。四、电转化四、电转化实验步骤实验步骤 准备工作：制备选择性平板准备工作：制备选择性平板TY培养基（培养基（Kn 100 g/ml，Rif 100 g/ml）。提取要转化的质粒）。提取要转化的质粒DNA，miniTn5。制备根。制备根

9、瘤菌菌悬液。瘤菌菌悬液。 转化：在电转化用的石英样品杯、质粒转化：在电转化用的石英样品杯、质粒DNA、TY培养基、根瘤培养基、根瘤菌菌悬液菌菌悬液50 l按顺序对应置于冰上预冷。将冰桶移置超净工作按顺序对应置于冰上预冷。将冰桶移置超净工作台上，取台上，取200-1000 l、20-100 l、0.5-10 l 移液器到超净工作移液器到超净工作台上。先用台上。先用0.5-10 l移液器取移液器取2 l质粒质粒DNA到根瘤菌细胞内，再到根瘤菌细胞内，再用调节到用调节到50 l 的（的（20-100 l移液器）上下吹吸数次。在冰上放移液器）上下吹吸数次。在冰上放置置2 min。用调节到。用调节到50

10、 l 的（的（20-100 l移液器）将质粒移液器）将质粒DNA和和细胞混合液转移到电转化石英样品槽底凹槽的中央，在桌面上轻细胞混合液转移到电转化石英样品槽底凹槽的中央，在桌面上轻击数次使之分散。在冰上放置击数次使之分散。在冰上放置1-2 min。先用纸将样品槽擦拭一。先用纸将样品槽擦拭一下，移到下，移到2 kV电脉冲发生器上，同时用电脉冲发生器上，同时用1000 l移液器吸好移液器吸好TY培培养基养基1 ml，约，约4.5-5 sec后鸣叫声停后，立即加入样品槽内（吹吸后鸣叫声停后，立即加入样品槽内（吹吸一次或不吹吸）。一次或不吹吸）。 培养：将细胞悬浮液从样品槽中取出并加入培养：将细胞悬浮

11、液从样品槽中取出并加入1.5 ml 离心离心管中，在管中，在28，200/min振荡培养振荡培养1 h。在样品槽中加满。在样品槽中加满自来水，以便清洗。将培养后的转化菌悬液在超净工作自来水，以便清洗。将培养后的转化菌悬液在超净工作台上全部倒入台上全部倒入1.5 ml微量离心管，微量离心管，12000 rpm离心离心30 s（或到达（或到达13000 rpm后离心后离心15 s）。用）。用1000 l移液器取移液器取出大部分的上清，再用出大部分的上清，再用50 l移液器全部弃掉剩余的上移液器全部弃掉剩余的上清，之后吸取清，之后吸取100 l TY培养基重新悬浮沉淀，上下吹培养基重新悬浮沉淀，上下

12、吹吸数次到均匀。取重新悬浮后的转化根瘤菌吸数次到均匀。取重新悬浮后的转化根瘤菌30 l加入加入选择性平板中心，涂布。将选择平板在选择性平板中心，涂布。将选择平板在28下培养，下培养，1天后观察转化效果。天后观察转化效果。 清洗电转化样品槽。先用自来水吸瓶冲洗十多次，之后清洗电转化样品槽。先用自来水吸瓶冲洗十多次，之后加入酒精，放置加入酒精，放置1 h，之后用蒸馏水冲洗数次，甩干后，之后用蒸馏水冲洗数次，甩干后，水平放置在滤纸上晾干。水平放置在滤纸上晾干。五、杂交子鉴定五、杂交子鉴定实验步骤：实验步骤：挑取在选择性平板上生长的菌落，划线纯化，观察菌落特征和多糖产量。挑取在选择性平板上生长的菌落，划线纯化，观察菌落特征和多糖产量。挑取纯化后的杂交子接种于蔗糖培养基，振荡培养挑取纯化后的杂交子接种于蔗糖培养基，振荡培养36 h36 h后观察并测定多糖后观察并测定多糖产量。产量。 培养基培养基 TY培养基（培养根瘤菌）：胰蛋白胨培养基（培养根瘤菌）：胰蛋白胨5.0 g，酵母粉，酵母粉3.0 g，CaCl2 0.3 g，水，水1000 ml，pH7.0 蔗糖酵母膏培养基（培养根瘤菌）：蔗糖蔗糖酵母膏培养基（培养根瘤菌）：蔗糖10.0 g，酵母膏，酵母膏4.0 g，磷酸氢，磷酸氢二钾二钾0.5 g，硫酸镁，硫酸镁0.2 g，氯化钠，氯化钠0.2 g，钼酸钠（，