微生物的菌種選育

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1、工業(yè)微生物5.微生物的菌種選育理想發(fā)酵工業(yè)用菌要求1、遺傳性狀穩(wěn)定；2、生長速度快，不易被噬菌體等異種微生物污染；3、目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量盡可能接近理想轉(zhuǎn)化率；4、最好是胞外產(chǎn)物；5、盡可能減少產(chǎn)物類似物的生成；6、培養(yǎng)基簡單、來源廣、價格低；7、對T、pH、離子強(qiáng)度、剪切力不敏感；8、溶氧要求低、便于培養(yǎng)能耗低；5.1從自然界中獲得新菌種5.1.1采樣5.1.2增殖5.1.3純化5.1.4性能鑒定調(diào)查研究，查閱資料設(shè)計試驗方案確定樣品的生態(tài)環(huán)境、季節(jié)選擇和地點(diǎn)選擇采樣增殖培養(yǎng)(1)控制營養(yǎng)成分(2)控制pH(3)溫度控制純種分離(1)稀釋

2、法(2)劃線法(3)組織分離原種斜面篩選(1)紙片培養(yǎng)顯色法(2)透明圈法(3)變色圈法(4)生長圈法(5)抑菌圈法復(fù)篩再復(fù)篩3－5株性能鑒定發(fā)酵pH、T、通風(fēng)、攪拌、無菌程度、適應(yīng)性、副產(chǎn)品和對低劣廉價原料的利用毒性實驗菌種鑒定5.2基因突變和微生物菌種選育一、3個經(jīng)典實驗（一）經(jīng)典轉(zhuǎn)化試驗最早進(jìn)行轉(zhuǎn)化（transformation）實驗的是F.Griffith（1928年），他以Streptococcuspneumoniae（肺炎鏈球菌，舊稱“肺炎雙球菌”）作為研究對象。5.2.1遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)（1）動物實驗著名的肺炎球菌轉(zhuǎn)化

3、試驗S型，致病菌，具莢膜，菌落表面光滑（smoth）R型，非致病菌，無莢膜，菌落表面粗糙（rough）S型R型加熱滅菌熱死S菌＋活R菌（2）細(xì)菌培養(yǎng)試驗（3）S型菌的無細(xì)胞抽提液試驗Avery在四十年代以更精密的實驗設(shè)計重復(fù)了以上實驗（1）從活的S菌中抽提各種細(xì)胞成分（DNA，蛋白質(zhì)，莢膜多糖等）（2）對各組分進(jìn)行轉(zhuǎn)化試驗只有DNA被酶降解破壞的抽提物無轉(zhuǎn)化活性DNA是轉(zhuǎn)化所必需的轉(zhuǎn)化因子（二）噬菌體感染實驗1952年，A.D.Hershey和M.Chase發(fā)表了證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的著名實驗——噬菌體感染實驗35S－蛋白

4、質(zhì)外殼的噬菌體32P－DNA核心的噬菌體在DNA中存在著包括合成蛋白質(zhì)外殼在內(nèi)的整套遺傳信息。（三）植物病毒的重建實驗為了證明核酸是遺傳物質(zhì)，H.Fraenkel-Conrat（1956）用含RNA的煙草花葉病毒（TMV）進(jìn)行了著名的植物病毒重建實驗。煙草花葉病毒的核酸抗血清處理，證明雜種病毒的蛋白質(zhì)外殼來自病毒1，而非病毒2雜種病毒的后代的蛋白質(zhì)外殼表現(xiàn)為病毒2，而非病毒1遺傳物質(zhì)是核酸（RNA）而非蛋白質(zhì)霍氏車前病毒的蛋白質(zhì)外殼HRVHMV亞病毒的一種：具有傳染性的蛋白質(zhì)致病因子，迄今為止尚為發(fā)現(xiàn)該蛋白內(nèi)含有核酸。其致病作用是由于

5、動物體內(nèi)正常的蛋白質(zhì)PrPc改變折疊狀態(tài)為PrPsc所致，而這二種蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)并沒有改變。二、朊病的發(fā)現(xiàn)與思考思考1）蛋白質(zhì)是否可以作為遺傳物質(zhì)？prion是生命的一個特例？還是僅僅為表達(dá)調(diào)控的一種形式？2）蛋白質(zhì)折疊與功能的關(guān)系，是否存在折疊密碼？DNA→RNA→肽鏈→蛋白質(zhì)三、原核微生物的質(zhì)粒1.定義和特點(diǎn)質(zhì)粒：一種獨(dú)立于染色體外，能進(jìn)行自主復(fù)制的細(xì)胞質(zhì)遺傳因子，主要存在于各種微生物細(xì)胞中。cccDNAocDNAlDNA另一類質(zhì)粒的復(fù)制與核染色體的復(fù)制不同步，在這類細(xì)胞中，一般含10～15個或更多質(zhì)粒。嚴(yán)緊型復(fù)制控制（stri

6、ngentreplicationcontrol）松弛型復(fù)制控制（relaxedreplicationcontrol）質(zhì)粒的復(fù)制與核染色體的復(fù)制同步，在這類細(xì)胞中，一般只含1～2個質(zhì)粒；質(zhì)粒是一種獨(dú)立存在于細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制子（replicon）。通常以共價閉合環(huán)狀（covalentlyclosedcircle，簡稱CCC）的超螺旋雙鏈DNA分子存在于細(xì)胞中；也發(fā)現(xiàn)有線型雙鏈DNA質(zhì)粒和RNA質(zhì)粒；質(zhì)粒分子的大小范圍從1kb左右到1000kb；（細(xì)菌質(zhì)粒多在10kb以內(nèi)）2.質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu)提取所有胞內(nèi)DNA后電鏡觀察；超速離心或瓊脂糖凝膠電泳

7、后觀察；對于實驗室常用菌，可用質(zhì)粒所帶的某些特點(diǎn)，如抗藥性初步判斷。特定的質(zhì)粒提取方法和后處理使染色體和RNA均被除掉。3.質(zhì)粒的檢測質(zhì)粒的主要功能在某些特殊條件下，質(zhì)粒有時能賦予宿主細(xì)胞以特殊的機(jī)能，從而使宿主得到生長優(yōu)勢。質(zhì)粒所含的基因?qū)λ拗骷?xì)胞一般是非必需的；質(zhì)粒所編碼的功能和賦予宿主的表型效應(yīng)致育因子（Fertilityfactor，F(xiàn)因子）抗性因子（Resistancefactor，R因子）產(chǎn)細(xì)菌素的質(zhì)粒（Bacteriocinproductionplasmid）毒性質(zhì)粒（virulenceplasmid）代謝質(zhì)粒（Meta

8、bolicplasmid）隱秘質(zhì)粒（crypticplasmid）4.質(zhì)粒的主要類型（1）F質(zhì)粒（Fplasmid）又稱F因子、致育因子（fertilityfactor）或性因子（sexfactor），其大小約100kb