发酵工艺学菌种选育(1)

1、第一节 菌种的选育菌种选菌种选育目的育目的提高产量提高产量产生新的生物活性物质产生新的生物活性物质改变产品质量和组分改变产品质量和组分简化工艺，缩短周期简化工艺，缩短周期抵抗不良环境抵抗不良环境适应新的原材料适应新的原材料提供分子遗传研究材料提供分子遗传研究材料研究生物合成调控机理研究生物合成调控机理分析生物合成途径分析生物合成途径获得带遗传标记的菌株获得带遗传标记的菌株了解菌种遗传背景了解菌种遗传背景生产生产科研科研一、微生物菌种选育的理论基础（一）微生物的遗传和变异性微生物的遗传和变异性微生物的遗传性和变异性在本质上与高等生物相同，但又有其自身的特点，这些区别在于：(1)繁殖快速，生活周期

2、短，个体易于变异，能够迅速繁殖而形成一个群体表现出来，便于自然选择和人工选择。（2）个体小，其比表面积大，大多以单细胞或极少分化的多细胞存在，环境直接影响细胞，易于引起细胞变异。（3）大多以无性繁殖为主，营养体多数为单倍体。（3）遗传物质在细胞中的存在形式真核生物遗传物质在染色体上，由核膜包围形成细胞核；原核生物每个细胞只有一个环状染色体，无核膜包被，呈裸露状态；质粒有一些细菌细胞存在非核染色体，具有自主复制能力，带有特殊的遗传基因。基因与染色体基因是一个含有特定的遗传信息的核苷酸系列，它是遗传物质的最小功能单位。一般情况下，基因在染色体上呈直线排列，一条染色体上包含着无数基因。纯菌种纯菌种自

3、发突变自发突变突变个体突变个体传代增殖传代增殖原始个体原始个体菌种为何会退化菌种为何会退化和变异？和变异？生产菌种斜面生产菌种斜面制备单孢子悬浮液制备单孢子悬浮液分离出单菌落分离出单菌落1.2自然选育流程图自然选育流程图为何进行复筛？为何进行复筛？生产菌种斜面生产菌种斜面制备单孢子悬浮液制备单孢子悬浮液分离出单菌落分离出单菌落移种进一步选育或保藏进一步选育或保藏斜面种子斜面种子(初筛初筛)高产菌株高产菌株沙土管菌株沙土管菌株斜面种子斜面种子摇瓶复筛摇瓶复筛高产纯化株高产纯化株生产试验生产试验生产菌种斜面生产菌种斜面制备单孢子悬浮液制备单孢子悬浮液分离出单菌落分离出单菌落自然选育是一种纯种选育的

4、方法C.增效（变）剂有一些因素本身并不是诱变剂，但它们与诱变剂配合使用起到协同作用。D、影响诱变效果的因素外部环境条件对诱变效果的影响，如温度、氧气、PH、水分等出发菌株的选择对提高诱变效果具有重要作用。选择合适的诱变因素剂量也是提高诱变效果的重要条件。出发菌株的生理状态也影响诱变效率。诱变效应的测定，可分为直接法和浓缩法两种。诱变方法优良突变菌株的筛选直接摇瓶筛选法和琼脂柱预筛选法3) 自动化筛选（筛选几千个菌落数/天）3.3 杂交育种使用的培养基杂交育种使用的培养基完全培养基：一种含有糖类、多种氨基酸、维生素及核酸碱基等比较完全的营养基质。基本培养基：只含有纯的碳源、无机氮和无机盐类，不含

5、有氨基酸、维生素、核苷酸等有机营养物。有限培养基：在基本培养基或蒸馏水中含有10%20%完全培养基成分。补充培养基：在基本培养基中加入已知成分的氨基酸、维生素、核苷酸等3. 3. 原生质体形成率的计算原生质体形成率的计算4. 4. 原生质体的融合原生质体的融合 在融合剂在融合剂PEGPEG和和CaCa2+2+作用下发生融合。或脉冲点作用下发生融合。或脉冲点击进行电融合。击进行电融合。 5.2基因重组W. Arber,H. O. Smith5.3微生物基因工程技术的应用微生物基因工程技术的应用用于常规发酵工业提高菌种的产量生产重要药物中间体得工程菌基因工程药物开发在环境保护、生物固氮、生物能源及

6、食物生产等方面 第二节 菌种保藏与复壮一、菌种保藏（一）保藏目的及原理目的原理创造不利于菌种生长的一切条件，使其代谢处于休眠状态。使菌种不生长不死亡不污染不降低或不丧失其优良性以尽量延长使用时间低温干燥无氧缺营养不利条件（二）常用保藏法1.斜面低温保藏法 将菌种转接在适宜固体斜面培养基上，待其充分生长后，用牛皮纸将棉塞部分包扎好（棉塞换成胶塞效果更好），置4C冰箱中包藏。 保藏时间依微生物的种类而定。霉菌、放线菌及芽孢菌保存24个月移种一次，酵母菌间隔两个月，普通细菌一个月，假单胞菌两周传代一次。 此法优点是操作简单、使用方便，缺点是保藏时间短、易被污染。 将无菌石蜡（最好的矿物油灭菌方法是以烤箱在170下加热1-2h，而非以灭菌锅灭菌）加在已长好菌的斜面上，其用量以高出斜面顶端1cm为准，使菌种与空气隔绝。 将试管直立，置低温或室温下保存。 此法实用而效果好。霉菌、放线菌、芽孢细菌可保藏2年以上不死，酵母菌可保藏1-2年，一般无芽孢细菌也可保藏1年左右，甚至用一般方法很难保藏的脑膜炎球菌，在37温箱内，亦可保藏3个月之久。 此法的优点是制作简单，不需特殊设备，且不需经常移种。缺点是保存时必须直立放置，所占位置较大，同时也不便携带。 2、液体石蜡保藏法二、菌种的退化与复壮（一）菌种的退化 菌种在培养或保藏过程