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理想的工业发酵菌种应符合以下要求：

⑴遗传性状稳定

⑵生长速度快，不易被噬菌体等污染

⑶目标产物的产量尽可能接近理论转化率

⑷目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离

⑸尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量并且有

利于产物分离

⑹培养基成分简单、来源广、价格低廉

⑺对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感

⑻对溶氧的要求低，便于培养以及降低能耗

一、从自然界获得新菌种的步骤

分离微生物新种的具体步骤大体可分为采样、增殖、纯化、性能

测定。

采样

菜园和耕作层土壤是有机质较多的土层，常以细菌和放线菌为

主；果园数根土层中，酵母菌含量较高；动植物残体及霉腐土层

中，分布着较多的霉菌。豆科植物根系土中，往往存在根瘤菌；

河流湖泊的淤泥中能分离到产甲烷菌；油田和炼油厂周围土层中

常见分解石油的微生物等。

各种水体也是工业微生物菌种的重要来源，许多具有光合作用能

力的微生物以及兼性或专性厌氧微生物都能从各种水体中筛选

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得到。

增殖

才采集的样品中，一般待分离的菌种在数量上并不占优势，为提

高分离的效率，常以投其所好和取其所抗的原则在培养基中添加

特殊的养分或抗菌物质，使所需菌种的数量相对增加，这种方法

称为增殖培养或富集培养。

纯化

常用的菌种纯化方法很多，大体可将它们分为两个层次，一个层

次较粗放，一般只能达到“菌落纯”的水平，从“种”的水平来

说是纯的，其方法有划线分离法，涂布分离法和稀释分离法。另

一层次是较为精细的单细胞或单孢子分离法，它可达到细胞纯即

“菌株纯”的水平。具体操作方法很多，最简便的方法是利用培

养皿或凹玻片等分离小室进行细胞分离。也可以利用复杂的显微

镜操作装置进行单细胞挑取。

性能测定

菌种性能测定包括菌株的毒性试验和生产性能测定。

二、基因突变和微生物菌种选育

基因是在生物体内具有自主复制能力的遗传功能单位，是一个具

有特定核苷酸顺序的核酸片段，每个基因约有1000个碱基对。

基因是合成有功能的蛋白质多肽链或RNA所必需的全部核酸序

列（通常是指DNA序列）。它包括编码蛋白质多肽链的核酸序列，

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也包括保证转录所必需的核酸调控序列以及5′和3′端的非翻

译序列。

质粒是游离于染色体外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状

DNA。质粒是一个复制子，它的复制若与核染色体复制同步，称

为严紧型复制控制，一般细胞内只含1～2个这种质粒；另一类

质粒复制与核染色体复制不同步，称为松弛型复制控制，一般细

胞内含10～15个甚至更多的这类质粒。

突变是指生物的遗传性突然发生变异，并影响生物正常遗传的表

型和性状的现象。这种突变是突然发生的，可遗传的。

根据突变造成遗传物质改变的范围，可以将突变分为染色体畸变

和基因突变。

从突变的表现型可将突变分为形态突变、生化突变、致死突变和

条件致死突变四类。

如果从研究者能否在巨大的群体中迅速检出和分离出个别的突

变体的目的来看，则只有选择性突变和非选择性突变两类。前者

具有选择性标记，可通过某种环境条件使它们得到生长优势，从

而取代原始菌株，例如营养缺陷型和抗性突变型等。后者没有选

择性标记，而只是一些数量上的差异，例如菌落大小、颜色深浅、

产量高低等。

突变的诱发因素是多方面的，主要可以分为细胞外因素、细胞内

因素和DNA分子内部因素三个层次。

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基因突变的特点：

⑴基因突变的自发性以及不对应性

⑵基因突变的稀有性

⑶基因突变的独立性

⑷基因突变的可诱变性

⑸基因突变的稳定性

⑹基因突变的可逆性

突变一般包括染色体数目变化、染色体结构变化和染色体局部座

位内的变化三种情况。

染色体结构变化包括染色体缺失、插入、重复、倒位和易位。

染色体局部座位内的变化就是基因突变。因为基因突变只发生在

一个基因座位内，所以又称点突变。基因突变可分为碱基置换、

移码突变、缺失和插入四种形式。基因突变与染色体畸变的区别

在于基因突变仅仅是DNA链中一对或少数几对碱基发生了变化。

“定向培育”技术，即在特定环境下长期处理某一微生物培养物，

同时不断地移种传代，以达到积累和选择合适的自发突变体的古

老的育种方法。

诱变育种是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散