工程菌株選育(2)

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1、工程菌株選育2011-11-2608:41(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)中的地位笫二節(jié)工業(yè)微生物育種的進(jìn)展工業(yè)微生物冇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,變界也無法積累。通過菌種的選育我們可以提高產(chǎn)站的產(chǎn)量和質(zhì)量。一、工業(yè)微生物育種技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了兒個(gè)階段(一)自然選冇:對(duì)工業(yè)微生物冇種有很人的彫響。例如仁在酒精發(fā)酵中,推廣了B然選育的純系良種,扭轉(zhuǎn)了酒精生產(chǎn)小的不穩(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)行的自然選育無疑冇很大的局限性,進(jìn)而推進(jìn)了人工誘變冇種的發(fā)展

2、。(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(zhǎng)期使用誘變劑處理后,會(huì)產(chǎn)牛?誘變劑疲勞效應(yīng),所以出現(xiàn)了朵交育種。(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)性狀集屮于重組體屮,克服長(zhǎng)期用誘變劑處理造成的上述缺陷,同時(shí)雜交還是增加產(chǎn)品新品種的手段2—。(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呈礎(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)物選擇性地大量牛成和積累。

3、(五)基因工程育種第二章工業(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)超過門發(fā)突變率的物理因了或化學(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人類。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、丫射線和快中To物理輻射分為電離輻射和非電離輻射,都是以量了為單位的口J以發(fā)射能量的射線。電離輻射在穿過物質(zhì)時(shí)能產(chǎn)牛離子,非電離輻射在穿過物質(zhì)時(shí)不能產(chǎn)牛離子。電離輻射(X射線、Y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(duì)微牛物的誘變作川主要是由高能輻射導(dǎo)致牛?物系

4、統(tǒng)損傷,繼而發(fā)卞遺傳變異的一些列復(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)和牛物學(xué)等兒個(gè)階段。3、輻射引起的牛物效應(yīng),根據(jù)輻射種類和微牛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)致形成唏噪二聚體。二、非電離輻射一紫外線(一)紫外線1、紫外線的冇效光譜:紫外線的光譜范圍在40?390nm,DNA可以吸收的紫外線光譜為260nmo15W紫外燈管放射出來的紫外線人約有80%的波長(zhǎng)集小在這個(gè)范圍內(nèi),誘變效應(yīng)比30W的好。2、紫外線的輻射劑圧:紫外線的誘變劑竝可分絕對(duì)劑栄和相對(duì)劑量三、電離輻射Hi離輻射的照

5、射方法①直接對(duì)平皿上生長(zhǎng)的菌落進(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,直于滅菌平1UL內(nèi)進(jìn)行照射,③也可制成菌懸液。(取1訕直于試管內(nèi)并浸入冰水屮,從上或側(cè)血或向下進(jìn)行短時(shí)間照射,處理完后把裝有菌體細(xì)胞的試管繼續(xù)冰裕2-3h,因?yàn)榈蜏乜梢越档突蛞种菩迯?fù)酶的活性,防止突變體因修復(fù)酚的修復(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(duì)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)誘變劑包插四大類: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

6、和天然的唏噪嚓吟等四種堿基分子結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),是一種既能誘發(fā)止突變,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將新鮮斜而的細(xì)菌移接到前培養(yǎng)的液體培養(yǎng)基中,培養(yǎng)到對(duì)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)8-1Oh,以消耗其體內(nèi)的儲(chǔ)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25-40

7、jg/ml,混合均勻。⑶取0.1-0.2ml菌懸液加入到瓊脂平板上涂布培養(yǎng),使Z在適宜溫度下的綸長(zhǎng)過程小誘變處理。⑷培養(yǎng)后挑取單菌落進(jìn)行篩選。如果處理真菌、放線菌他了,則要提高5-FU的

8、濃度。②與輻射線復(fù)合處理:菌體先用堿基類似物處理,將它們滲入到DNA分了屮,然示用輻射線照射,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人類。①前者僅一個(gè)烷化集團(tuán),對(duì)生物毒性小,誘變效應(yīng)人;②后者具有兩個(gè)或多個(gè)烷化集團(tuán),毒性人,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,在水溶液屮容易發(fā)生水解,人部分半衰期很短,其長(zhǎng)短與溫度、溶液pH關(guān)系很大。1、1?甲基?3■硝基亠亞硝基肌(簡(jiǎn)稱亞硝基?D①符號(hào)NTG或NG或MNNG②NTG有超誘變劑Z稱,能使細(xì)胞發(fā)定一次或多次突變,誘變效果好,尤其適合

9、誘變營養(yǎng)缺陷型突變株;還可使多基因并發(fā)突變。③處理完

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