发酵工业菌种选育与保藏.ppt

第2章 发酵工业菌种选育与保藏 在发酵工业中，工业生产水平主要由三个要素决定，即： 1、生产菌种性能 2、发酵及提取工艺 3、生产设备 其中，生产菌种是最重要的因素，是发酵的灵魂。 作业：请分别设计从自然界中分离高产蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶、菌株的实验方案。 学号：1-15——蛋白酶 16-30——淀粉酶 31-45——脂肪酶 46-60——纤维素酶 要求：原理、基本步骤写清楚。 三、 原生质体融合 对微生物育种来说，有性重组的局限性很大，主要在于两亲株必须具有亲和性，且即使发生杂交，遗传重组的频率不高，这妨碍了基因重组在微生物育种中的应用。 原生质体融合和杂交育种都是在细胞水平上的操作。原生质体融合可以在种间、种内、属间发生。 四、基因工程育种 基因工程是按照人的设计意图，利用分子生物学的理论和技术，通过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性的技术系统。 基因工程菌构建的主要步骤为： 载体的制备（细菌培养物的生长、细菌的收获和裂解、质粒的提取）→目的基因的分离→DNA的重组→重组DNA的转化→重组细菌菌落的鉴定→目的基因的表达（包括DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的翻译）。 第四节 发酵工业菌种鉴定与保藏 一、菌种鉴定 菌种鉴定步骤一般有三步： 一是获得该微生物的纯种； 二是测定一系列必要的鉴定指标； 三是查找权威的鉴定手册。 微生物的鉴定可分成四个不同水平： （1）细胞的形态和习性水平 （2）细胞组分水平 （3）蛋白质水平 （4）基因组水平 微生物鉴定的方法可分为： （1）经典分类鉴定方法（主要以细胞的形态和习性为鉴定指标） （2）现代分类鉴定方法（细胞组分化学分类、遗传学分类法和数值分类鉴定法）。 二、菌种衰退与复壮 1、菌种衰退 菌种衰退是指生产菌株中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。 （1）菌种衰退的表现形式 生理上的：如产孢子能力、发酵主产物比例下降等； 形态上的：如原有典型性状的消失。 （2）菌种衰退的原因 一是营养与环境条件引起的退化 二是自身突变（负突变）引起的退化 （3）防止菌种衰退的措施 ① 控制传代次数 ② 选择合适的培养条件 ③ 利用不同类型的细胞进行传代 ④ 选择有效的菌种保藏方法 2、菌种的复壮 概念 狭义的复壮是在菌种发生衰退后，通过纯种分离和性能测定，从衰退的群体中找出尚未衰退的个体，以达到恢复该菌种原有性状的一种措施。 菌种复壮的方法 纯种分离法、淘汰法、宿主体内复壮法和遗传育种法等。 三、菌种常规保藏方法 菌种保藏是指在广泛收集实验室和生产菌种、菌株的基础上，将它们妥善保藏，使之达到不死、不衰、不污染，以便于研究、交换和使用的目的。 1、菌种保藏原理 采用低温、干燥、缺氧、缺营养等手段使微生物的代谢处于不活泼、生长繁殖受抑制的休眠状态。 一、诱变育种 人工采用物理、化学和生物的方法，提高基因随机突变的频率，通过一定的筛选方法获得所需菌种的育种手段。 诱变育种主要包含诱变和筛选两个部分。 诱变部分： （1）选择出发菌株：对诱变剂的敏感性强，变异幅度大， 产量高的菌株。 （2）制备单细胞或单孢子菌悬液：能均匀接触诱变剂； （3）诱变处理：诱变剂种类、剂量大小、处理时间； （4）涂布平板：将诱变处理后的菌液稀释涂平板； 筛选部分： 变异菌株筛选方法： （1）平板快速检测法 （2）形态变异的利用 （3）高通量筛选 二、 杂交育种 是指将两个基因型不同的亲和菌株经吻合（或接合）使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。 杂交育种的基本过程是将两个不同的营养缺陷型亲本，通过质配、核配后得到具有新遗传标记的重组体。 * * 本章内容提要： 第一节 发酵工业常用菌种 常用菌种类型； 第二节 发酵工业菌种的分离筛选 菌种分离筛选的方法； 第三节 发酵工业菌种改良 菌种改良的方法； 第四节 发酵工业