微生物遗传与菌种选育新.pptx

Click to edit Master title style,#,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,Click to edit Master title style,#,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,Click to edit Master title style,#,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,#,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2023/3/16,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2023/3/16,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,微生物遗传与菌种选育新,(,1,),遗传型,(,genotype,),生物得全部遗传因子及基因,又称,基因型,指某一生物个体所含有得全部遗传因子即,基因组,(,genome,)所携带得遗传信息。遗传型就是一种内在可能性或潜力,其实质就是遗传物质上所负载得,特定遗传信息,(,2,),表型,(,phenotype,),具有一定遗传型得个体,在特定环境条件下通过生长发育所表现出来得形态等生物学特征得总和。又称,表现型,指某一生物体所具有得一切外表特征和内在特性得总和,就是其遗传型在合适环境下通过代谢和发育而得到得具体表现。,表型就是由遗传型所决定,但也和环境有关。,(,3,),变异,遗传型变异,(,基因变异、基因突变,),:,指生物体在某种外因或内因得作用下所引起得遗传物质结构或数量得改变,亦即遗传型得改变。,遗传物质改变,导致表型改变,特点:,遗传性、群体中极少数个体得行为,(自发突变频率通常为,10,-5,-10,-10,),表型饰变:,指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上得表型变化。,表型得差异只与环境有关,特点:暂时性、不可遗传性、表现为全部个体得行为,橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳。,(,4,),饰变,(,modification,),表 型 饰 变:,表型得差异只与环境有关,暂时性、不可遗传性、表现为全部个体得行为,例如:,粘质沙雷氏菌:,25下培养,产生深红色得灵杆菌素;37下培养,不产生色素;重新将温度降25,又恢复产色素得能力。,斜面培养,液体培养,微生物就是遗传学研究中得明星,:,微生物细胞结构简单,营养体一般为单倍体,方便建立纯系,很多常见微生物都易于人工培养,快速、大量生长繁殖。,对环境因素得作用敏感,易于获得各类突变株,操作性强。,第一节 遗传变异得物质基础,种质连续理论:,18831889年间,Weissmann,提出。认为遗传物质就是一种具有特定分子结构得化合物。,F Crick,在研究,DNA,双螺旋结构,10,大家应该也有点累了，稍作休息,大家有疑问的，可以询问和交流,基因学说:,1933年摩尔根(,Thomas Hunt Morgan),发现了染色体,并证明基因在染色体上呈直线排列,提出了基因学说,使得遗传物质基础得范围缩小到染色体上。,DNA,就是遗传变异得物质基础得证明:,1944年以后,先后有利用微生物为实验对象进行得三个著名实验,肺炎球菌得转化试验,噬菌体感染试验,病毒得拆开与重建试验,人们普遍接受核酸才就是真正得遗传物质。,一、,3,个经典实验,(一),经典转化试验,最早进行,转化,(,transformation,)实验得就是,F、Griffith,(,1928,年),她以,Streptococcus pneumoniae,(肺炎链球菌,旧称“肺炎双球菌”)作为研究对象。,光滑型（,S,）,粗糙型（,R,）,有 荚 膜,菌落光滑,分泌毒素,致 病,无 荚 膜,菌落粗糙,无 毒,不 致 病,实验材料:肺炎双球菌,转化实验,说明,:,加热杀死得,S,型细菌中有一种具有遗传转化能力得物质,她通过某种方式进入,R,型细胞,并使,R,型细菌获得表达,S,型荚膜形状得遗传特性,1928,年,Griffith,进行得细菌转化实验,(,1,),动物实验,(,2,),细菌培养试验,(,3,),S,型菌得无细胞抽提液试验,Avery,在四十年代以更精密得实验设计重复了以上实验,(,1,)从活得,S,菌中抽提各种细胞成分(,DNA,蛋白质,荚膜多糖等),(,2,)对各组分进行转化试验,只有,S,型细菌得,DNA,才能将,S、pneumoniae,得,R,型转化为,S,型且,DNA,纯度越高,转化效率也越高。,说明:,S,型菌株转移给,R,型菌株得,DNA,就是遗传因子。,1952,年,A、D、Hershey,和,M、Chase,发表了证明,DNA,就是噬菌体得遗传物质基础得著名实验,噬菌体感染实验,(二)噬菌体感染实验,(,p188,),蛋白质 只含,S,不含,P,DNA,只含,P,不含,S,原理,步骤,1,:用含同位素,35,P,32,得培养基分别培养大肠杆菌,2,:让,T,2,感染上述大肠杆菌使其打上,S,35,、,P,32,标记,35,S,蛋白质外壳得噬菌体,32,P,DNA,核心得噬菌体,在,DNA,中存在着包括合成蛋白质外壳在内得整套遗传信息。,(二)噬菌体感染实验,A、D、,Hershey,和,M、Chase,1952,年,(1)含,32,P-DNA,得一组:放射性85%在沉淀中,10分钟后,用捣碎器,使空壳脱离,吸附,离心,沉淀细胞进一步培养后，可产生大量完整的子代噬菌体,上清液中含,15%放射性,沉淀中含,85%放射性,沉淀中含,25%放射性,以,3,5,S,标记蛋白质外壳做噬菌体感染实验,(2)含,35,S-,蛋白质得一组:放射性75%在上清液中,10分钟后,用捣碎器,使空壳脱离,吸附,离心,沉淀细胞进一步培养后,可产生大量完整得子代噬菌体,上清液中含,75%放射性,为了证明核酸就是遗传物质,H、Fraenkel-Conrat,(,1956,)用含,RNA,得,烟草花叶病毒,(,TMV,)进行了著名得,植物病毒重建实验,。,(三)植物病毒得重建实验(,p189,),植物病毒蛋白质和,RNA,可以人为地分开,同时又可把她们重新组合成具感染性得病毒,、,植物病毒得重建实验,甲乙,r ,感染症状同甲病毒;分离得到甲病毒,乙甲,r ,感染症状同乙病毒;分离得到乙病毒,TMV,HRV,HRV,TMV,原始株 拆 开 重 建 感 染 分离纯化,植物病毒得重建实验,遗传物,质类型,核染色体,核外染色体,真核生物细胞器,原核生物质粒,二、遗传物质在微生物细胞内得存在部位和方式,核外,DNA,得种类,核外染色体,真核生物得“质粒”,原核生物得,质粒,线粒体,细胞质基因叶绿体,中心体,动 体,共生生物:卡巴颗粒,酵母菌得2,m,质粒,F,因子,R,因子,Col,质粒,Ti,质粒,巨大质粒,降解性质粒,(一)核酸存在得,7,个水平,细胞水平:,存在于细胞核或核质体,单核或多核,细胞核水平:,原核与真核生物得细胞核结构不同,核外,DNA,染色体水平:,倍性(真核)和染色体数,核酸水平:,在原核中同染色体水平、存在部分二倍体,DNA,或,RNA,复合或裸露,双链或单链,基因水平:,具自主复制能力得遗传功能单位,长度与信 息量,转录翻译,密码子水平:,信息单位,起始和终止,核苷酸水平:,突变或交换单位,四种碱基,(二,),原核生物得质粒,(,p194,),功能:,带有一些基因,如产生毒素、抗药性、固氮、产生酶类、降解功能等,并可进行细胞间转移。,结构与大小:,质粒通常以共价闭合环状得超螺旋双链,DNA,分子状态存在于细胞中。约为,1,1000kb,上面携带有数个到数十个甚至上百个基因。,定义:,存在于细菌、真菌等微生物细胞中,独立于染色体外,能进行自主复制得遗传因子。质粒,核外环状小型,DNA,独立复制稳定遗传,F,因子 与有性接合有关,种类,R,因子 与抗药性有关,C,O,L,编码免疫蛋白,Ti,质粒 诱癌质粒,降解性质粒:编码降解有害物质得酶,用途,基因工程中作为目得基因载体,质粒,原核生物遗传物质,存在得另一种方式,基 因 突 变,突变与育种,第二节 基因突变和诱变育种,一、基因突变,(,gene mutation,),一个基因内部遗传结构或,DNA,序列得任何改变,简称,突变,就是变异得一种,泛指细胞内(或病毒粒内)遗传物质得,分子结构,或,数量,突然发生得可遗传得变化,可自发或诱导产生。,突变几率一般很低,(,10,-6,10,-9,),从自然界分离到得菌株,简称,野生型,。,野生型经突变后形成得带有新性状得菌株,又称,突变体,或,突变型,。,突变株,(,mutant,),野生型菌株,(,wild type strain,),(一)突变类型,凡能用,选择性培养基,(或其她选择性培养条件)快速选择出来得突变株。,选择性突变株,(,selective mutant,),非选择性突变株,(,non-selective mutant,),反之。,突变株得表型,非选择性突变株,选择性突变株,抗性突变型(株),营养缺陷型(株),条件致死突变型(株),形态突变型(株),抗原突变型(株),产量突变型(株),1、,营养缺陷型,(,auxotroph,),某一野生型菌株因发生基因突变而,丧失,合成一种或几种生长因子、碱基或氨基酸得能力,只有从周围环境或培养基中获得这些,营养或其前体物,(,precursor,)才能,正常生长繁殖得变异类型,称为,营养缺陷型,。,营养缺陷型突变株,在遗传学、分子生物学、遗传育种,和遗传工程等研究中,十分重要,表型判断得标准:,在基本培养基上能否生长,营养缺陷型得表示方法:,基因型:,所需营养物得前三个英文,小写斜体字母,表示:,his,C,(组氨酸缺陷型,其中得大写字母,C,同一表型中不同基因得突变),表型:,同上,但,第一个字母大写,且不用斜体:,HisC,his,C,缺陷型,his,C,野生型,2、,抗性突变型,(,resistant mutant,),指野生型菌株因发生基因突变,使菌株对,对某化学药物或致死物理因子,特别就是抗生素,产生抗性,得,抗性变异类型,。,特 点:,正选择标记,(突变株可直接从抗性平板上获得,在加有相应抗生素得平板上,只有抗性突变能生长。所以很容易分离得到。),表示方法:,所抗药物得,前三个小写斜体英文字母,加上“,r”,表示。,str,r,对链霉素得,抗性,str,s,对链霉素得,敏感性,抗性突变菌株,在遗传学、分子生物学、遗传育种,和遗传工程等研究中,极为重要,3、,条件致死突变型,(,conditional lethal mutant,),某菌株或病毒经基因突变后,在某种条件下可,正常,地生长、繁殖并呈现其固有得表型,而在另一种条件下却,无法,生长、繁殖,这种突变类型称为,条件致死突变型,。,在,25,下可感染其,E、coli,宿主,在,37,却不能感染,Ts,突变株,即,温度敏感突变株,(,temperature sensitive mutant,Ts,mutant,)就是一类典型得条件致死突变株。,E、coli,得某些菌株,在,37,下正常生长,不能在,42,下生长,某些,T4,噬菌体突变株,产生,Ts,突变得原因,在某特定得温度下具有功能,在另一温度(一般为较高温度)下则无功能,突变使某些重要蛋白质得结构和功能发生改变,4、,形态突变型,(,morphological mutant,),指由于突变而引起得个体或菌落形态得,非选择性变异,。,个体变异,孢子有无、孢子颜色、,鞭毛有无或荚膜有无等得突变,菌落变异,菌落表面光滑、粗糙、,噬菌斑得大小或清晰度等得突变,特点:,非选择性突变,突变株和野生型菌株均可生长,但可从形态特征上进行区分。,举例:,菌落颜色变化,半乳糖苷酶基因得插入失活,重组子菌落,白色,非重组子菌落,兰色,5、,抗原突变型,(,antigenic mutant,),指由于基因突变引起得细胞抗原结构发生得变异类型,一般也属,非选择性突变,。,例如,细胞壁缺陷变异(,L,型细菌等)、,荚膜或鞭毛成分变异等。,6、,产量突变型,(,metabolite quantitative mutant,),通过基因突变而产生得在代谢产物产量上明显有别于原始菌株得突变株,称为,产量突变型,。,“正变株”,(,plus-mutant,),产量,高于,原始菌株,“负变株”,(,minus-mutant,),产量,低于,原始菌株,筛选高产正变株得工作对生产实践极其重要,在育种实践上,诱变育种,重组育种,遗传工程育种,突变率,每一细胞在每一世代中发生某一性状突变得几率,例如,突变率为,10,-8,得,指该细胞在,1,亿次细胞分裂中,会发生,1,次突变。,某一单位群体在每一世代(即分裂,1,次)中产生,突变株,(,mutant,即,突变型,)得数目来表示,例如,一个含,10,8,个细胞得群体,当其分裂为,210,8,个细胞时,即可平均发生一次突变得突变率也就是,10,-8,。,(二)突变率,(,mutation rate,),基因突变得,7,个共同点,(,1,),自发性,各种性状得突变,可在无人为得诱变因素处理下自发地产生。,(三,),基因突变得特点,(,p200,),(,2,),非对应性,突变得性状与引起突变得原因间,无直接得对应关系。,这就是突变得一个重要特点,也就是容易引起争论得问题,(,3,),稀有性,自发突变虽可随时发生,但其突变率却就是极低和稳定得,一般在,10,-6,10,-9,间。,某基因得突变率不受她种基因突变率得影响。,(,5,)可,诱变性,自发突变得频率可因,诱变剂,(,mutagen,)得影响而大为提高(,10,10,5,倍)。,(,4,),独立性,基因突变后得新遗传性状就是稳定得、可遗传得。,野生型菌株某一性状可发生,正向突变,(,forward mutation,),也可发生相反得,回复突变,(,reverse mutation,或,back mutation,也称,回变,)。,(,7,),可逆性,(,6,),稳定性,诱发突变,简称,诱变,就是指通过人为得方法,利用物理、化学或生物因素显著提高基因自发突变频率得手段,1、,诱发突变,(,induced mutation,),凡具有诱变效应得任何因素,都称,诱变剂,(,mutagen,)。,(五)基因突变及机制,p202,诱变机制,移码突变,染色体畸变,碱基得置换,(,1,)碱基得置换,直接引起置换得诱变剂,HNO,2,C,NH,2,腺嘌呤,C,O,次黄嘌呤,(Hk),A,.,T,He,.,T,Hk,.,T,Hk,.,C,A,.,T,Hk,.,C,G,.,C,C,OH,次黄嘌呤,(He),间接引起置换得诱变剂,碱基得置换,C,O,H,T,:烯醇式,C,T,：酮式,O,A,.,T,T,.,A,G,.,C,A,.,T,酮式,T,.,G,烯醇式,(,2,)移码突变,分子中缺失或增加少数几个碱基对而引起,造成突变点以后全部遗传密码转录与转释发生错误,ABC,ABC,ABC,ABC,ABC,ABC,ABC,ABC,AB+,ABC,ABC,CBA,CBA,CBA,CBA,CBA,ABC,BCA,BCA,BCA,BCA,BCA,BCA,BCA,增添一个碱基,缺少一个碱基,(,3),染色体畸变,某些理化因子,如射线,紫外线,亚硝酸等,除能引起点突变外,还会引起,DNA,分子大损伤,包括染色体易位,倒位,缺失,重复等,即为染色体畸变。,2、,自发突变,(,spontaneous mutation,),(p206),自发突变,(,spontaneous mutation,)就是指生物体在无人工干预下自然发生得低频率突变。,自发突变得原因,(,1,)背景辐射和环境因素,(,3,),DNA,复制过程中碱基配对错误,(,2,)微生物自身有害代谢产物,一个,1000bp,得基因自发突变频率约为,10,-6,例如,过氧化氢等,例如,天然得宇宙射线等,(六)紫外线对,DNA,得损伤及其修复,嘧啶(敏感性)嘌呤,紫外线,(,ultraviolet ray,U、V、,),嘧啶二聚体,(,TT,TC,CC,)和水合物,二、突变与育种(,p208,),（一）自发突变与育种,1.,从生产中选育,2.,定向培育优良品种,（二）诱变育种,从青霉素产量看诱变育种,诱变育种的基本环节,诱变育种的原则,(二)诱变育种,(,breeding by induced mutation,),诱变育种,就是指利用物理、化学等诱变剂处理均匀而分散得微生物细胞群,在促进其突变率显著提高得基础上,采用简便、快速和高效得,筛选方法,从中挑选出,少数符合育种目得得突变株,以供科学实验或生产实践使用。,筛选,诱变,诱变育种,定向得,更重要,随机得,效价:指有效成分得浓度。,1ug/ul,称为,1,单位,1945,时间,1943,1943,1943,1947,1955,1971,1977,目前,发酵单位,(u/ml),100,250,500,850,850,8000,2,万,5,万,5,10,万,从 青 霉 素 产 量 看 诱 变 育 种,可获得供工业和实验室应用得各种菌株;,提高有用代谢产物得产量;,减少杂质、提高产品质量、扩大品种和简化工艺等。,诱变育种具有重大得实践意义,1、,诱变育种得基本环节,(,p209,),大多死亡,少数存活,存活率,多数未变,少数突变,突变率,多数负变,少数正变,正变率,多数幅度小,少数幅度大,高产率,投产率,多数不宜投产,少数适宜投产,出发菌株,计算出,诱变,出发菌株,纯化、同步培养,培养液,离心收集细胞,洗涤,制菌悬液玻璃珠打散,过滤,细胞或孢子悬液,诱变处理,平板分离,初筛,复筛,保藏及扩大试验,活菌计数,诱变预备试验,存活细胞计数,致死率计算,变异率计算,2、,诱变育种工作中应考虑得几个原则,选优良得出发菌株,选择简便有效得诱变剂,处理单孢子(或单细胞)悬液,选用最适剂量,设计或采用高效筛选方案或方法,利用复合处理得协同效应,利用和创造形态,生理与产量间得相关指标,(,1,)选择简便有效得诱变剂,出发菌株,含诱变剂的液体培养基,接种,培养,培养,接种分离,紫外线,选择优良突变株,S,.,t,.,his,回变,S.,t,.,his,吸入,滤纸片,保温,可疑“三致”试样,鼠肝匀浆,（含羟化酶）,阳性,阴性,利用回变检测致癌剂,艾姆斯试验法(,p210,),平板上无大量菌落出现,说明样品不含诱变剂;,有抑制圈出现,并在外围长满大量菌落,说明浓度过高;,在滤紙片周围长满菌落说明浓度合适。,该法广泛用于监测食品饮料药物等试样中得致 癌物时间,3,天,准确率,85%,。,(,2,)挑选优良得出发菌株(,p211,),生产中用过得自发变异菌株,采用具有有利性状得菌株,采用已发生其她变异得菌株,采用前体或最终产物代谢高得菌株,采用增变菌株,(,3,)处理单孢子(或单细胞)悬液,芽孢杆菌应处理芽孢,放线菌,霉菌应处理孢子,细菌指数期,放线菌霉菌要稍,加萌发后使用,出发菌株应制成均匀悬夜,(,4,)选用最适剂量,剂量以诱变剂浓度和处理时间来表示,合适剂量:能扩大变异幅度又能促使,变异移向正变范围得剂量,(,5,)充分利用复合处理得协同效应,两种或多种诱变剂先后使用,同种诱变剂重复使用,两种或多种诱变剂同时使用6,)利用和创造形态,生理与产量间得相关指标,淀粉酶变色圈试验,变色圈大得为淀粉酶高产菌落,在琼脂平板上,通过观察测定某突变菌落周围,蛋白酶水解圈,得大小、,淀粉酶变色圈,(用碘液使淀粉显色)得大小,氨基酸显色圈,(将菌落用打孔机取下,转移到滤纸上,再用茚三酮试剂显色)得大小,柠檬酸变色圈,(可在厚滤纸上培养,用溴甲酚绿作指示剂)得大小,抗生素抑制圈,得大小,指示菌生长圈,得大小(测定生长因子产生),纤维素酶对纤维素水解圈,(用刚果红染色)得大小,外毒素得沉淀反应圈,得大小等,均可为初筛工作中估计某突变株代谢产物量得“形态”指标。,(,7,)设计或采用高效筛选方案或方法,设计简便、高效得科学筛选方案。,初筛,筛选工作,复筛,以量为主(选留较多有生产潜力得菌株),以质为主(对少量潜力大得菌株得代谢产物量作精确测定),一个出,发菌株,诱变剂,处理,选出,200,个单,孢子菌菌株,初筛,（每株,1,瓶）,选出,50,株,复筛,（每株,4,瓶）,选出,5,株,第一轮,第二轮,五个出发菌株,初筛,（每株,1,瓶）,选出,50,株,复筛,（每株,4,瓶）,选出,5,株,40,株,40,株,40,株,40,株,40,株,诱变剂,处理,初 筛,复 筛,对产量突变株生产性能得测定方法,粗测为主,在培养皿平板上,在摇瓶中,(,8,)创造新型筛选方法,较精确得测定,摇瓶培养,or,台式自控发酵罐培养,3、,突变株得筛选方法,(p212,),高产突变菌株得筛选方法,抗性突变体得筛选方法,营养缺陷型得得筛选方法,与突变株得筛选相关得几个概念,(,1,)产量突变株得筛选,1971,年,国外有人报道了筛选春日霉素(,kasugamycin,即“春雷霉素”)生产菌时所采用得一种,琼脂块培养法,一年内曾使该抗生素产量提高,10,倍。,此法得关键就是用,打孔器,取出含有一个小菌落得琼脂块作分别培养。这样,各琼脂块所含养料和接触空气面积基本相同,且产生得抗生素等代谢产物不致扩散出琼脂块外。,数据精确,效率高,(,2,)抗药性突变株得筛选,基因突变使菌株对某种或某几种药物,特别就是抗生素,产生抗性。,特点:,正选择标记,(突变株可直接从抗性平板上获得,-,在加有相应抗生素得平板上,只有抗性突变能生长。所以很容易分离得到。),梯度平板法,(,gradient plate,)就是,定向筛选抗药性突变株,得一种有效方法,通过制备琼脂表面存在药物浓度梯度得平板、在其上涂布诱变处理后得细胞悬液、经培养后再从其上选取抗药性菌落等步骤,就可定向筛选到相应抗药性突变株。,梯度平板法,(,gradient plate,),就是定向筛选抗药性突变株得一种有效方法。,表示方法:,所抗药物得前三个小写斜体英文字母加上“,r”,。,str,r,str,s,对链霉素得,抗性,敏感性,(,3,)营养缺陷型突变株得筛选,营养缺陷型突变株,(,auxotrophic mutant,)在生物学基础理论和应用研究以及生产实践上都有极其重要得意义。,营养缺陷型得表示方法:,基因型:,所需营养物得前三个英文小写斜体字母表示:,his,C,(组氨酸缺陷型,其中得大写字母,C,同一表型中不同基因得突变),表型:,同上,但第一个字母大写,且不用斜体:,HisC,在具体使用时多用,his,C,-,和,his,C,+,分别表示缺陷型和野生型。,a、,基本培养基,(,MM,符号为),与筛选营养缺陷型突变株有关得,3,类培养基,仅能满足某微生物得野生型菌株生长所需得最低成分得组合培养基,称,MM,。,b、,完全培养基,(,plete medium,CM,符号为),凡可满足一切营养缺陷型菌株营养需要得天然或半组合培养基,称为,CM,。,一般可在基本培养基中加入一些富含氨基酸、维生素、核苷酸和碱基之类得天然物质,如蛋白胨或酵母膏等配制而成。,c、,补充培养基,(,supplemental medium,SM,符号为,A,或,B,等),凡只能满足相应得营养缺陷型突变株生长需要得组合或半组合培养基,称为,SM,。,在基本培养基上再添加对某一营养缺陷型突变株所不能合成得某相应代谢产物所组成,可专门选择相应得突变株。,原养型,(,prototroph,),与营养缺陷型突变有关得,3,类遗传型个体,野生型,(,wild type,wild strain,),营养缺陷型,(,auxotroph,),从自然界分离到得原始菌株(,A,B,),经诱变剂处理后得突变株(,A,B,),经回复突变或重组后产生得菌株(,A,B,),营养缺陷型得筛选办法,(p215),1、,诱变剂处理,2、,淘汰野生型,3、,检出缺陷型,夹层培养法,限量补充培养法,逐个检出法,影印平板法,4、,鉴定缺陷型,基本培养基(,MM)-:,凡就是能满足野生型菌株营养要求得最低成分得合成培养基。,完全培养基(,CM)+:,满足一切营养缺陷型菌株生长得天然或半合成培养基。,补充培养基(,SM)x:,在,MM,中有针对性地加入一或几种营养成分以满足相应营养缺陷型菌株生长得合成培养基。,与筛选,营养缺陷型,突变株相关得,3,类培养基,三类遗传型,野生型,A,+,B,+,营养缺陷型型,A,+,B,-,原养型,A,+,B,+,与,营养缺陷型,突变相关得,3,类遗传型个体,(,p215,),夹层培养法,(,p216,),夹层培养法及结果,小菌落是第二次长起来的（营养缺陷型）,限量补充培养法,微量蛋白质得完全培养基上,小菌落就是营养缺陷型突变株,逐个检出法,涂布,培养,基本培养基上不长菌落,完全培养基上长出菌落,含诱变剂的液体培养基,菌种,营养缺陷型,逐个检出法,缺陷型,得检出,影印接种法,完全培养基,影印接种,基本培养基,营养缺陷型,生长谱法,方法简便;,回变和污染不影响结果,测定物质可为粉末或纸片,补充:缺陷型得鉴定,测定一般应分两阶段:,第一阶段:测定就是哪类物质得缺陷,型;,第二节段:根据第一阶段确定得范围,进一步确定就是哪种具体化合物得,缺陷,型;,组合营养物法,步骤(以氨基酸缺陷型得鉴定为例):,a、,将多种营养因子编组;,b、,将组合液得纸片放在涂菌得基本培养基上培养;,c、,结果分析;,一组:,1,2 3 4 5 二组:2,6,7 8 9 三组:3 7,10,11 12 四组:4 8 11,13,14 五组:5 9 12 14,15,营养因子分组编排时注意;,1)每组内无重复得营,养因子,2)每组中应包含只出,现一次得因子,3)每组中其她因子应,分别出现二次,如:,一组:,1,2 3 4 5 二组:2,6,7 8 9 三组:3 7,10,11 12 四组:4 8 11,13,14 五组:5 9 12 14,15,组合补充培养基法,将待测的菌点种到各种补充培养基上，逐个分析各菌的,缺陷,类型，或快速分离出所需,缺陷,类型的菌株。,A,B,F,E,D,C,H,G,缺陷型,得应用,作为菌株得遗传标记:进行基因工程、诱变育种、,研究代谢过程时用作亲本标记;,作为生产菌种:,aa、,核苷酸等生产菌种;,作为,aa、,维生素、碱基得测定菌株。,一、微生物菌种得衰退,二、微生物菌种得复壮,三、微生物菌种得保藏,第五节 微生物菌种得衰退、,复壮和保藏,P、231,性状稳定得菌种就是微生物学工作,最重要得基本要求,否则生产或科研都无法正常进行。,衰退得含义:由于自发突变得结果,而使某物种原有一系列生物学性状发生量变或质变得现象。,一、微生物菌种得衰退,衰退得表现形式,1,)原有得形态不典型,2,)生长速度变慢,3,)代谢产物生产能力下降,4,)致病力下降,5,)抗性下降,(一)衰退得防止方法,1,)控制传代得次数,2,)创造良好培养条件,3,)采用有效得菌种保藏方法,4,)采用不易衰退得细胞进行传代,P、232,复壮得含义,(二)微生物菌种得复壮,1,)狭义:就是一种消极得措施,她指得就是菌种已发生衰退,再通过纯种分离和性能测定等方法,