第三章优良菌种的选育.doc

第三章、优良菌种的选育导言优良生产菌种应具备的基本特性: (1) 生产菌种应具有在较短的发酵周期内产生大量发酵产物的能力。(2) 在发酵过程中不产生或少产生与目标产品相近似的副产物及其它产物。(3) 生长繁殖能力强,有较快的生长速率,产生孢子的菌种应该具有较强的产生孢子能力。(4) 能高效地将原料转化为产品。(5) 具有利用广泛来源原料的能力,并对发酵原料成分的波动敏感性较小。(6) 对需要添加的前体物质有耐受能力,并且不能将这些前体物质作为一般碳源利用。(前体:) (7) 在发酵过程中产生的泡沫要少。(8) 具有抗噬菌体感染的能力。(9) 遗传特性稳定。 3-1 自然选育定义: 自然突变的结果: 自然选育的特点: 简单易行, 可以纯化菌种, 防止菌种退化, 稳定产量。但自然选育的效率低, 应该经常跟诱变选育交替使用,提高育种效率。自然选育的一般程序: 3-2 诱变选育导言 3-2-1 诱变育种的原理诱变育种的理论基础是基因突变,突变包括染色体畸变和基因突变两大类。染色体畸变指的是,染色体或 DNA 片段发生缺失、易位、逆位、重复等。基因突变指的是, DNA 中的碱基发生变化,即点突变。诱变育种: 就是利用各种被称为诱变剂的物理因素和化学试剂处理微生物细胞, 提高基因突变频率, 再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法。常用的诱变剂包括物理、化学、生物的三大类。表 3-1 所示。 3-2-2 诱变育种的基本方式导言 3-2-2-1 出发菌株的选择进行诱变的出发菌株的性能,对提高诱变效果和效率十分重要。选择出发诱变菌株的注意事项: 诱变育种的程序: 3-2-2-2 诱变剂的使用方法|------ 单一诱变剂处理:对野生菌株处理有效。诱变方法| |------ 复合诱变剂处理:对经过多次诱变处理的老菌株。复合诱变剂处理|---- 同一诱变剂多次处理|---- 两种以上诱变剂先后分别处理|---- 两种以上诱变剂同时或多次处理举例:青霉菌的选育。 3-2-2-3 诱变剂的剂量选择诱变剂的剂量与致死率有关,而致死率又与诱变率有关。因此,可用致死率作为诱变剂剂量的选择依据。关系:诱变率随诱变剂剂量的增加而提高,但达到一定程度后,反而下降。近年来处理剂量控制在致死率 70-80% 。高剂量诱变的好处:A 形成较纯的菌株。( 引起一些细胞核变异, 同时引起另外一些细胞核被破坏, 细胞死亡。)B 促使变异菌株稳定,不易产生回复突变。(高剂量会引起细胞遗传物质发生难以恢复的巨大损伤。) 3-2-3 突变菌株的筛选 3-2-3-1 营养缺陷型突变菌株的筛选营养缺陷型突变菌株的诱变育种具有重要的理论研究和工业应用价值。已经广泛应用在氨基酸、核苷酸生产中。在营养缺陷型突变菌株中, 生物合成途径中的某一步发生了酶缺陷, 合成反应不能完成, 末端产物不能积累,因此末端产物的反馈调节作用被解除。只要在培养中限量加入所要求的末端产物,克服生长障碍, 就能使中间产物积累。营养缺陷型突变菌株具有明显的遗传标记, 在杂交育种中作为出发菌株, 有利于杂交重组的分析, 也可以作为基因工程中的受菌体,检出克隆基因的表达。 3-2-3-2 抗反馈阻遏和抗反馈抑制突变菌株的筛选抗反馈阻遏和抗反馈抑制突变菌株这 2 种突变,都是由于代谢失调。它们的共同表现:细胞中已经有了大量末端产物时