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第九章 工业微生物杂交育种第一节 微生物杂交育种 第二节 细菌杂交育种 第三节 放线菌杂交育种 第四节 酵母菌杂交育种 第五节 霉菌的杂交育种第六节 微生物原生质体技术第一页，共八十二页。第一节 微生物杂交育种 杂交的意义：第一，通过具有不同遗传性状菌株的杂交，使遗传物质进行交换和重新组合，改变亲株的遗传物质基础，扩大变异范围，使两亲株的优良性状集中于重组体内，获得新品种。第二，通过杂交后获得具有新遗传特性的重组体，不仅可克服因长期诱变造成的生活力下降，代谢缓慢等缺陷，也可以提高对诱变剂的敏感性，降低对诱变剂的“疲劳”效应。第三，通过杂交可以总结遗传物质的转移和传递规律，丰富并促进遗传学原理的发展。第二页，共八十二页。选择原始亲本直接亲本之间亲和力鉴定杂交分离到基本培养基或选择培养基培养筛选重组体重组体分析鉴定 微生物杂交育种基本程序微生物杂交育种一般程序：第三页，共八十二页。亲本选择亲本标记和亲和力测定双亲本杂交重组及重组体分离A+B+C-D-标记亲和力A+B+C+D+亲株A亲株AA-B-C+D+标记亲和力亲株A亲株B微生物杂交程序第四页，共八十二页。微生物杂交育种中具有不同遗传背景的优质出发菌株。原始亲本选择具有优良性状的菌株来源：生产用菌；诱变过程中的某些符合要求菌株在杂交育种中具有遗传标记和亲和能力而直接用于杂交配对的菌株。直接亲本 杂交过程中亲本和培养基的选择（一）亲本菌株的选择第五页，共八十二页。（二）培养基 杂交过程中常用的培养基有完全培养基（CM）、基本培养基（MM）、有限培养基（LM）和补充培养基（SM）。完全培养基，是一种营养成分复杂而丰富的培养基。其主要原材料都来自于天然有机物。在杂交育种过程中利用它和基本培养基配合来检出重组体。第六页，共八十二页。基本培养基，是营养成分简单而贫乏的一种培养基。其配制的原材料基本上都是无机化合物。在杂交育种过程中相当重要，不论是营养缺陷型的筛选，还是重组体的检出、鉴别都是不可缺少的一类培养基。有限培养基，是专供异核体菌株生长使用的培养基。通常在基本培养基或蒸馏水中加入适量（10%—20%）的完全培养基，加入的量只限两直接亲本菌株稍许生长，以提供相互接触、吻合的菌丝体需要。加量过多，菌丝体也随之增多，会影响异核体菌株的检出。第七页，共八十二页。 杂交育种的遗传标记（一）营养缺陷型标记（二）抗性标记（三）温度敏感标记（四）其它性状标记第八页，共八十二页。 杂交育种方法1.常规杂交育种微生物常规杂交形式微生物类别杂交方式供体与受体细胞关系参与交换的遗传物质原核微生物接合转化转导体细胞间暂时沟通细胞不接触，吸收游离DNA细胞间不接触，质粒、噬菌体介导部分染色体杂合个别或少数基因杂合个别或少数基因杂合真核微生物有性生殖准性生殖生殖细胞融合或接合体细胞接合整套染色体高频率重组整套染色体低频率重组2.原生质体融合育种第九页，共八十二页。第二节 细菌杂交育种一、细菌繁殖和遗传结构二、细菌杂交的概况和原理（一）细菌接合与F性因子 供体细胞和受体细胞直接接触后，质粒从供体细胞向受体细胞转移的过程。 Conjugation is the mechanism by which genetic material is transferred between two cells by plasmids.第十页，共八十二页。 第十一页，共八十二页。F因子的特性 ①F因子可以转移； ②F因子可自发失去； ③F因子可经吖啶橙等处理而失去； ④F因子一旦消失不能再现，除非与另外的F+细胞接触而获得； ⑤F因子可自体复制 F因子的存在状态 自主态：含有自主态F因子的细胞叫F+细胞 整合态：含有整合态F因子的细胞叫Hfr细胞 第十二页，共八十二页。F因子的四种细胞形式a）F+菌株， F因子独立存在，细胞表面有性菌毛。b）F-菌株， 不含F因子，没有性菌毛，但可以通过接合作用接收 F因子而变成雄性菌株（F+）；c）Hfr菌株，F因子插入到染色体DNA上，细胞表面有性菌毛。d）F′菌株，Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时， 形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子，特称为F′因 子。 细胞表面同样有性菌毛。第十三页，共八十二页。1） F+×F-杂交F+菌株的F因子向F-细胞转移，但含F因子的宿主细胞的染色体DNA一般不被转移。杂交的结果：给体细胞和受体细胞均成为F+细胞理化因子的处理可将F因子消除而使F+菌株变成F-菌株第十四页，共八十二页。Hfr菌株仍然保持着F+细胞的特征，具有F性菌毛，并象F+一样与F-细胞进行接合。所不同的是，当OriT序列被缺刻螺旋酶识别而产生缺口后，F因子的先导区(leading region)结合着染色体DNA向受体细胞转移，F因子除先导区以外，其余绝大部分是处于转移