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1、工程菌株選育2011-11-2608:41
2、(分類:默認(rèn)分類)?第一章??緒論第一節(jié)?工業(yè)微生物育種在發(fā)酵工業(yè)中的地位第二節(jié)?工業(yè)微生物育種的進(jìn)展工業(yè)微生物育種是建立在遺傳和變異的基礎(chǔ)上的,沒有變異,生物界將失去進(jìn)化的素材;沒有遺傳,變異也無法積累。通過菌種的選育我們可以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。一、工業(yè)微生物育種技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個階段(一)自然選育:對工業(yè)微生物育種有很大的影響。例如1、在酒精發(fā)酵中,推廣了自然選育的純系良種,扭轉(zhuǎn)了酒精生產(chǎn)中的不穩(wěn)定現(xiàn)象。2、由于自然突變頻率低,單純依賴自然界存在的微生物群體來進(jìn)行的自然選育無疑有很大的局限性,進(jìn)而推進(jìn)了人工誘變育種的發(fā)展。
3、?(二)誘變育種1、發(fā)酵工業(yè)中的各種優(yōu)良高產(chǎn)菌株絕大部分都是誘變育種方法獲得的菌株。2、但是,菌株長期使用誘變劑處理后,會產(chǎn)生誘變劑疲勞效應(yīng),所以出現(xiàn)了雜交育種。(三)雜交育種?1、雜交育種也應(yīng)當(dāng)建立在誘變育種的基礎(chǔ)上。2、雜交育種的主要目的在于把不同菌株的優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性狀集中于重組體中,克服長期用誘變劑處理造成的上述缺陷,同時雜交還是增加產(chǎn)品新品種的手段之一。(四)代謝控制育種1、是以20世紀(jì)50年代谷氨酸發(fā)酵取得成功為起點(diǎn)的2、代謝控制育種的活力在于以誘變育種為基礎(chǔ),獲得各種解除或繞過了微生物正常代謝途徑的突變株,從而人為地使有用產(chǎn)物選擇性地大量生成和積累。(五)基因工程育
4、種第二章?工業(yè)微生物育種誘變劑誘變劑:凡能誘發(fā)生物基因突變,并且突變頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自發(fā)突變率的物理因子或化學(xué)物質(zhì),稱為誘變劑。它們包括物理誘變劑、化學(xué)誘變劑和生物誘變劑三大類。第一節(jié)?物理誘變劑物理誘變劑是通常使用物理輻射中的各種射線,較廣泛的是紫外線、X射線、γ射線和快中子。物理輻射分為電離輻射和非電離輻射,都是以量子為單位的可以發(fā)射能量的射線。電離輻射在穿過物質(zhì)時能產(chǎn)生離子,非電離輻射在穿過物質(zhì)時不能產(chǎn)生離子。????電離輻射(X射線、γ射線),非電離輻射(紫外線)一、物理誘變劑的生物學(xué)效應(yīng)1、物理誘變劑對微生物的誘變作用主要是由高能輻射導(dǎo)致生物系統(tǒng)損傷,繼而發(fā)生遺傳變異
5、的一些列復(fù)雜的連鎖反應(yīng)過程。2、其作用通常分為物理,物理-化學(xué),化學(xué)和生物學(xué)等幾個階段。3、輻射引起的生物效應(yīng),根據(jù)輻射種類和微生物種類不同而有所差異,電離輻射主要引起DNA上的基因突變和染色體的畸變;非離輻射主要導(dǎo)致形成嘧啶二聚體。二、非電離輻射—紫外線???(一)紫外線1、紫外線的有效光譜:紫外線的光譜范圍在40~390nm,DNA可以吸收的紫外線光譜為260nm。15W紫外燈管放射出來的紫外線大約有80%的波長集中在這個范圍內(nèi),誘變效應(yīng)比30W的好。2、紫外線的輻射劑量:紫外線的誘變劑量可分絕對劑量和相對劑量三、電離輻射電離輻射的照射方法?????①直接對平皿上生長的
6、菌落進(jìn)行照射,②或者用直徑6-10mm的打孔器把菌落連瓊脂一同取出,置于滅菌平皿內(nèi)進(jìn)行照射,③也可制成菌懸液。(取1ml置于試管內(nèi)并浸入冰水中,從上或側(cè)面或向下進(jìn)行短時間照射,處理完后把裝有菌體細(xì)胞的試管繼續(xù)冰裕2-3?h,因為低溫可以降低或抑制修復(fù)酶的活性,防止突變體因修復(fù)酶的修復(fù)而還原為正常細(xì)胞第二節(jié)?化學(xué)誘變劑化學(xué)誘變劑是一類能對DNA起作用、改變其結(jié)構(gòu)、并引起遺傳變異的化學(xué)物質(zhì)?;瘜W(xué)誘變劑種類很多,有無機(jī)化合物和有機(jī)化合物,本節(jié)介紹的化學(xué)誘變劑包括四大類:堿基類似物、烷化劑、移碼突變劑和其他種類。一、堿基類似物堿基類似物是一類和天然的嘧啶嘌呤等四種堿基分子結(jié)構(gòu)相似的
7、物質(zhì),是一種既能誘發(fā)正突變,也能誘發(fā)回復(fù)突變的誘變劑。1、堿基類似物的誘變處理方法(以5-BU和5-FU為例)???①單獨(dú)處理:⑴將新鮮斜面的細(xì)菌移接到前培養(yǎng)的液體培養(yǎng)基中,培養(yǎng)到對數(shù)期,離心除去培養(yǎng)液,加入生理鹽水或緩沖液,饑餓培養(yǎng)8-10h,以消耗其體內(nèi)的儲存物質(zhì)。⑵將5-BU或5-FU加入到以上饑餓培養(yǎng)的培養(yǎng)液中,使終濃度為25-40μg/ml,混合均勻。⑶取0.1-0.2?ml菌懸液加入到瓊脂平板上涂布培養(yǎng),使之在適宜溫度下的生長過程中誘變處理。⑷培養(yǎng)后挑取單菌落進(jìn)行篩選。如果處理真菌、放線菌孢子,則要提高5-FU的濃度。②與輻射線復(fù)合處理:菌體先用堿基類似物處理,
8、將它們滲入到DNA分子中,然后用輻射線照射,誘變后的效果比單獨(dú)更好。二、烷化劑烷化劑分單功能烷化劑和雙功能烷化劑或多功能烷化劑兩大類。①前者僅一個烷化集團(tuán),對生物毒性小,誘變效應(yīng)大;②后者具有兩個或多個烷化集團(tuán),毒性大,致死率高,誘變效應(yīng)較差。(一)烷化劑的性質(zhì)?????烷化劑性質(zhì)比較活潑,不太穩(wěn)定,在水溶液中容易發(fā)生水解,大部分半衰期很短,其長短與溫度、溶液pH關(guān)系很大。1、1-甲基-3-硝基-1-亞硝基胍(簡稱亞硝基胍)??①符號NTG或?NG或MNNG??②NTG有超誘變劑之稱,能使細(xì)胞發(fā)生一次或多次突變,誘