微生物杂交育种
微生物育种ppt课件
出发菌株的纯化
纯种分离方法，常用划线分离法和稀释平板法。
在诱变育种中，出发菌株的纯化虽然是辅助手段，但 它是不可缺少的技术步骤，例如前面的例子中，灰黄 霉素变种B-53，经自然分离，获得的变株C-04的产 量比前者显著提高。 ▲
组织松,生长速度快
C-2 UV
C-3 NM C-4 X射线 C-7 UV+Lф C-8 UV C-15 NTG C-17 EMS C-19 NS C-20 EMS
213
548 829 1120 1610 2630 3028 3223 4000 8-11.5 7-8 6-8 4-5 4.5-5.2 8-9 8-9 乳白 柠檬黄 柠檬黄 柠檬黄 鹅黄 (边缘柠檬黄) 乳黄 粉玉色
一代诱变约需2～3个月
突变的机制
碱基置换（转换 颠换）
点突变 移码突位、倒位 突 变
自发突变
第一节 诱变育种
诱变育种：是以人工手段诱发微生物基因突变，改变其遗传 结构和功能，从中筛选出产量高、性状优良的突变株， 并 设计出适合该突变株最佳的培养基和条件，使其在最适的工 艺条件下最有效地合成产物。
当的知识和全面的了解。
2.
诱变育种工作量大，周期长，对一般周期为7～
10天的抗生素菌种来说，一代诱变需2～3月，因此 事先需作好充分准备，如全面了解菌种培养特征 和生化特征，以及有关培养条件对其影响等，最 后再进行严密设计，确定正确的选育程序和方法。
诱变育种的步骤 •出发菌株的选择与纯化 •单孢子（单细胞）悬液的制备 •诱变剂及诱变剂量的选择 •诱变处理方法 •高产菌株的分离
4、能诱变产生遗传性变异 5、产量高、收得率高
高产突变是一种数量遗传，是由多基因决定的，产量的提 高，需要通过多代诱发突变逐渐积累 诱变是不定向的，会产生各种突变体，从中筛选出复合要 求的菌种是诱变育种中一项重要而艰苦的工作
杂交育种
酵母细胞的接合过程
杂种的获得
利用营养缺陷性作为遗传标记
杂种的获得
2、质粒 独立于细菌染色体外能进行自主复制的小型环状裸露的DNA 分子，位于细胞质中。 质粒可以从细胞中人为地取出或自行脱落，这些对细菌自 身的生活影响不大。但它在细菌的杂交过程中有十分重要的作 用。
质粒基因可编码很多重要的生物学性状： 1、致育质粒（fertility plasmid,F质粒）
2、耐药质粒（resistance plasmid,R质粒）
真核微生物
有性生殖 生殖细胞融合或接合 准性生殖 体细胞接合
细菌常规杂交育种
一、细菌的繁殖和遗传结构
（一）细菌的生长繁殖方式 • 个体生长繁殖方式
1、繁殖方式——二分裂(binary fission)
2、在适宜的人工培养条件下，多数细菌繁殖速度极快，每20-30分钟分裂 一次（一代）。
（二）细菌的遗传结构 1、细菌的染色体 细菌的染色体大都是环状裸露的双链DNA分子，DNA分子不 像真核生物那样与组蛋白结合，也不形成核小体结构，位于细 胞核（拟核）中 。
物染色体的环状特性。
原理：接合试验的DNA转移过程存在着严格的顺序性，在接合进行中采用
定时人为中断的方法，可以获得呈现不同数量Hfr性状的F–接合子，据此，
可以选定几种有特定整合位点的Hfr菌株，使之与F–菌株进行接合，并在不
同时间使其中断，最后，根据F– 中出现Hfr菌株中各种形状的时间顺序 （分钟），可以绘出较为完整的环状染色体图（chromosome map）。
大片段DNA的过程成为接合（有时也称“杂交”）,特点是 遗传物质单向转移，由供体菌到受体菌，不可逆向转移。
转化：受体菌直接吸收了来自于供体菌的DNA片段，通过交 换，把它整合到自己的基因组中，从而获得了供体菌的部 分遗传性状的现象。转化后的受体菌，成为转化子（感受 态细胞）。
微生物育种
微生物育种百科名片英文名称microbial breeding ，就是指培育优良微生物的生物学技术。
其方法通常为自然选育和人工选育两类，可单独使用，也可交叉进行。
目录自然选育人工选育1 诱变育种2 化学诱变3 原生质体诱变在工业微生物育种中4 展望未来5 结语参考文献自然选育人工选育1 诱变育种2 化学诱变3 原生质体诱变在工业微生物育种中4 展望未来5 结语参考文献展开编辑本段自然选育对自然界中的微生物，在未经人工诱变或杂交处理的情况下进行分离和纯化(见微生物的分离和纯化),然后进行纯培养和测定(见微生物测定法),择优选取微生物的菌种。
这种方法简单易行，但获得优良菌种的几率小，一般难以满足生产的需要。
编辑本段人工选育分诱变育种和杂交育种两种。
诱变育种以诱发基因突变为手段的微生物育种技术。
1927年,H.J. 马勒发现X射线有增加突变率的效果;1944年，C.奥尔巴克首次发现氮芥子气的诱变效应;随后，人们陆续发现许多物理的(如紫外线、γ射线、快中子等)和化学的诱变因素。
化学诱变因素分为3种:?诱变剂与一个或多个核酸碱基发生化学变化,使DNA复制时碱基置换而引起变异，如羟胺亚硝酸、硫酸二乙酯、甲基磺酸乙酯、硝基胍、亚硝基甲基脲等;?诱变剂是天然碱基的结构类似物,在复制时参入DNA分子中引起变异，如5-溴尿嘧啶、5-氨基尿嘧啶、8-氮鸟嘌呤和2-氨基嘌呤等;?诱变剂在DNA分子上减少或增加1,2个碱基，使碱基突变点以下全部遗传密码的转录和翻译发生错误，从而导致码组移动突变体的出现，如吖啶类物质和一些氮芥衍生物(ICR)等。
诱变育种操作简便，突变率高,突变谱广，它不仅能提高产量，改进质量，还可扩大产品品种和简化工艺条件。
如1943年从自然界分离到的青霉素产生菌的效价只有20单位/毫升,经过一系列的诱变育种后，效价已达40000单位/毫升;金霉素产生菌经诱变后,发酵液中又积累了去甲基金霉素;谷氨酸棒杆菌1299经紫外线诱变后，有的能产赖氨酸,有的能产缬氨酸,增加了产品的种类;土霉素产生菌经诱变后，选到了能减少泡沫的突变菌株，从而提高了发酵罐的利用率。
微生物 10-4、5、6第十章 微生物的遗传变异和育种
工程菌的稳定性问题
由工程菌产生的珍稀药物如：胰岛素、干扰素、 人生长激素、乙肝表面抗原、人促红细胞生成 素、重组链激酶等都已先后供应市场，不仅保 证了这些药物的来源，而且使成本大大降低。 但工程菌在发酵生产和保存过程中表现出不稳 定性，具体表现为：质粒的丢失；重组质粒发 生DNA片断脱落；表达产物不稳定。 工程菌的稳定与否，与重组质粒本身的分子组 成、宿主细胞生理和遗传性以及环境条件等因 素有关。
性状稳定的菌种是微生物学工作最重要的基本要求，否 则生产或科研都无法正常进行。 影响微生物菌种稳定性的因素：a）变异；b）污染； c ）死亡。
一、菌种的衰退与复壮
衰退：菌种出现或表现出负变性状
菌种衰退的原因： ①大量群体中的自发突变
自发突变
纯菌种
不纯菌种
传代增殖
衰退菌种
原始个体
突变个体 菌种衰退的原因： ②分离现象。 菌种衰退的原因： ③培养条件与传代。
准性杂交育种
第五节 分子育种（基因工程育种）
一、基因工程 定义：在基因水平上，改造遗传物质，从而使 物种发生变异，创建出具有某种稳定新性状的 生物新品系。
特点：可设计性、稳定性、远缘性、风险性
二、基因工程的基本操作 获得目的基因
选择基因载体
体外重组 外源基因导入 筛选和鉴定
应用
通过基因工程改变后的菌株被称为“工程菌”， 工程菌已逐渐应用于药物的微生物发酵生产中， 主要有以下几个方面：①增加生物合成基因量而 增加抗生素产量；②导入强启动子或抗性基因而 增加抗生素产量；③把两种不同的生物合成基因 在体外重组后再导入受体而产生杂交抗生素；④ 激活沉默基因，以其产生新的生物活性物质或提 高抗生素产量；⑤把异源基因克隆到宿主中表达， 以期彻底改变生产工艺。
高产菌株选育方法
高产菌株选育方法
高产菌株的选育方法主要包括自然选育法、基因诱变法、杂交育种法等。
1.自然选育法：利用自然环境中的微生物资源，通过自然进化选择出具有
优良性状的菌株。
这种方法虽然简单易行，但效率较低。
2.基因诱变法：通过物理、化学或生物等方法处理微生物，使其基因发生
突变，然后从中选择具有优良性状的突变株。
这种方法具有高效、快速的特点，但突变的不定向性（而非定位性）使得通常需要处理大量材
料。
3.杂交育种法：通过将两个或多个菌株进行杂交，然后从中选择具有优良
性状的杂交后代。
这种方法的关键在于找到合适的杂交亲本和杂交方
式。
此外，随着生物技术的不断发展，基因工程等新技术也被广泛应用于高产菌株的选育中。
例如，可以通过基因敲除、基因插入、基因修饰等技术对微生物的基因进行改造，以获得具有优良性状的高产菌株。
以上内容仅供参考，建议查阅专业书籍或论文获取更准确的信息。
【高中生物】盘点高考生物杂交育种与诱变育种知识点
【高中生物】盘点高考生物杂交育种与诱变育种知识点杂交育种指不同种群、不同基因型个体间进行杂交，并在其杂种后代中通过选择而育成纯合品种的方法，下面是杂交育种与诱变育种知识点，请考生认真学习。
一、杂交育种1.概念：就是将两个或多个品种的优良性状通过交配分散一起，再经过挑选和培育，赢得新品种的方法。
2.原理：基因重组。
通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。
3.优点：可以将两个或多个优良性状分散在一起。
4.缺点：不会产生新基因，且杂交后代会出现性状分离，育种过程缓慢，过程复杂。
二、微生物繁育1.概念：指利用物理或化学因素来处理生物，使生物产生基因突变，利用这些变异育成新品种的方法。
2.微生物原理：基因突变3.诱变因素：（1）物理：x射线，紫外线，射线（2）化学：亚硝酸，硫酸二乙酯等。
4.优点：可以在较短时间内赢得更多的优良性状。
5.缺点：因为基因突变具有不定向性且有利的突变很少，所以诱变育种具有一定盲目性，所以利用理化因素出来生物提高突变率，且需要处理大量的生物材料，再进行选择培育。
三、四种繁育方法的比较杂交育种微生物繁育多倍体育种单倍体繁育原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异方法杂交激光、射线或化学药品处置秋水仙素处理萌发种子或幼苗花药离体培育后加倍优点可以分散优良性状时间短器官小和营养物质含量低缩短育种年限缺点育种年限长盲目性及突变频率较低动物中难以开展成活率高，只适用于于植物举例高杆抗病与矮杆感病杂交获得矮杆抗病品种高产青霉菌株的创业平台三倍体西瓜抗病植株的创业平台杂交育种与诱变育种知识点的全部内容就是这些，生物网预祝考生可以金榜题名。
杂交育种
第九章 第六节 原生质体融合
3 原生质体的制备
制备大量具有活性的原生质体是微生物原生质体融合育 种的前提。 活性原生质体制备过程包括原生质体的分离、收集、纯 化、活性鉴定和保存等操作步骤。为了制备原生质体，必须 有效地除去细胞壁。 细胞去壁后，原生质体从中分离出来，此过程称为原生 质体分离。 去壁的方法有三种：机械法、非酶分离法和酶法。最有 效和最常用的去壁方法是酶法。 由于原生质体没有细胞壁成分，需要外环境保持高渗透 压以维持细胞的正常状态。
第九章 第三节 放线菌杂交育种
2 放线菌杂交技术
B 玻璃纸杂交法 玻璃纸杂交法要求两个直接亲本都带营养缺陷型标记， 其中一亲本还带抗性标记。 该法是以玻璃纸为媒介的“影印培养法”，当玻璃纸已 开到抗性培养基的时候是中断杂交的时候。
第九章 第三节 放线菌杂交育种
2 放线菌杂交技术 C 平板杂交法
平板培养法适合于测定大量菌落与一个共同试验菌种配 对时的致育能力。
第九章 第六节 原生质体融合
2 亲株遗传标记的选择
用于原生质体融合的亲本需要携带遗传标记，以便于重 组体的检出。常用营养缺陷型和抗性作为标记，也可以采用 热致死（温敏）、孢子颜色、菌落形态作为标记。 实际应用时究竟采用哪种遗传标记，要根据试验目的来 确定。 如果原生质体融合的目的是为了进行遗传分析，那么应 该采用带隐性基因的营养缺陷型菌株或抗性菌株； 如从育种角度进行原生质体融合，由于大多数营养缺陷 型菌株都会影响代谢产物的产量，所以在选择营养缺陷型标 记时，应尽量避免采用对正常代谢有影响的营养缺陷型。
肪层。
酵母菌常用 EDTA 或 EDTA 加琉基乙醇进行预处理。 放线菌培养液中加人甘氨酸有利于原生质体的释放，其
作用是在细胞壁合成过程中甘氨酸错误替代丙氨酸而干扰细
遗传育种
一、名词解释1．基因重组（杂交）育种：利用接合、转化、转导和原生质体融合等遗传学方法和技术使微生物细胞内发生基因重组的育种方式。
2．基因型：即指某一生物个体所含有的全部基因的总和，是一种内在可能性或潜力。
3．诱变剂：在人工的物理和化学诱变因素作用下，菌株的突变率得以大大提高，具有有利性状的突变株被筛选到的可能性大大增强。
这些物理和化学诱变因素又称为诱变剂。
4．抗性突变型：指野生型菌株发生突变后对物理、化学和生物因素表现出抗性的突变体。
如紫外、氨苄青霉素和噬菌体等的抗性突变体。
5. 营养缺陷型：野生菌株发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子、碱基或氨基酸的能力，在选择培养基( 或基本培养基)上不生长。
简答1．根据突变修复原理紫外线诱变处理菌种时，应注意什么如何保证细胞均匀的受到诱变剂的处理答：一般微生物细胞内都具有光复活酶，所以，微生物紫外线诱变育种应在避光或红光条件下操作。
在实际工作中，要得到均匀分散的细胞悬液，通常可用无菌的玻璃珠来打散成团的细胞，然后再用脱脂棉或滤纸过滤。
2.诱变育种的基本环节有哪些关键是什么何故答：出发菌株的选择：适合的出发菌株具有特定生产性状的能力或潜力，即菌株是否具有产生特定代谢产物的催化酶系的基因，有效提高育种工作效率。
制备单孢子(或单细胞)悬液：诱变育种要求所处理的细胞必须是处于对数生长期同步生长的细胞，并且是均匀状态的单细胞悬液。
诱变处理：诱变剂的选择、诱变剂量的选择。
3. 了解并熟悉不同工业微生物的生理特性与发酵试验技术有什么实用意义答：了解不同工业微生物的生理特性, 并熟悉其生理与发酵试验技术。
使人们能利用这些不同的生理特性, 作为不同微生物分类鉴定和菌种选育的依据；利用它们的多种发酵类型和代谢产物, 更有效地为发酵工业作贡献。
4.什么是代谢控制育种与诱变育种相比有何优点答：以生物化学和遗传学为基础，研究代谢产物的生物合成途径和代谢调节的机制，选择巧妙的技术路线，通过遗传育种技术获得解除或绕过了微生物正常代谢途径的突变株，从而人为地使产物选择性地大量合成和累积。
微生物的遗传育种-杂交育种
（transductant）。
⑵转导的类型
①普遍性转导（generalized transduction）
通过完全缺陷的phage 对供体菌任何DNA小片段 的“误包”，而实现其遗传性状传递至受体菌的转 导现象，称为普遍性转导。
1.杂交育种中亲本选择
⑴原始亲本的选择
⑵直接亲本的选择
2.培养基的选择
发酵培养基
3.杂交育种的遗传标记
• 4.杂交育种方法
常规杂交育种
微生物常规杂交形式
原生质体融合育种
谢 谢！
㈠原核微生物杂交理论基础
原 核 微 生 物 杂 交 方 式 ：
1. 接合作用
⑴定义：
接合(conjugation)指供体菌与受体菌的完整细胞
经过直接接触而传递大段DNA（包括质粒）遗传 信息的现象。
通过接合而获得新遗传性状的受体细胞，称为接
合子（conjugant）。
性菌 毛
♂
E. coli接合电镜图
项目二 微生物的遗传变异和育种
( Microbial genetics and
breeding )
任务四 杂交育种
一、杂交育种的目的
1、杂交育种的定义
杂交育种是指将两个基因型不同的菌株
经吻合（或接合）使遗传物质重新组合，从中 分离和筛选具有新性状的菌株。
2.杂交育种的目的
二、微生物杂交理论基础
自供体细胞的离体DNA片段，并通过交换把它 整合到自己的基因组中，从而获得了供体细胞 的某些遗传性状的现象。获得新性状的受体称
为转化子（transformant）。
⑵转化过程
微生物杂交育种
与常规杂交相比，原生质体融合具有多
方面的优势：
• 大幅度提高亲本之间重组频率。 • 扩大重组的亲本范围。 • 原生质体融合时亲本整套染色体参与交换，遗
传物质转移和重组性状较多，集中双亲本优良 性状机会更大
不足之处是原生质体融合后DNA交换和重组随机 发生，增加重组体分离筛选的难度。
放线菌
酵母菌
供体与受体细胞关系
参与交换的遗传物质
体细胞间暂时沟通
部分染色体杂合
细胞不接触，吸收游离DNA片段 个别或少数基因杂合
细胞间不接触，质粒、噬菌体 介导
个别或少数基因杂合
生物细胞融合或接合
整套染色体高频重组
体细胞接合
整套染色体低频重组
接合
2．原生质体杂交育种
通过酶解破除细胞壁后制备微生物 原生质体，然后诱导原生质体融合杂交， 双亲本不受亲和力限制，甚至可打破种属 间遗传障碍，获得远缘杂交重组体，这种 特殊的杂交方式称为原生质体融合育种。
一、 杂交的意义（优点）
第一、使两亲株的优良性状集中于重 组体内，获得新品种。
第二、可以提高其对诱变剂的敏感性， 降低对诱变剂的“疲劳’”效应。
第三，丰富并促迸遗传学理论的发展
二、微生物杂交育种基本程序
选择原始亲本 ↓
诱变筛选直接亲本 ↓
直接亲本之间亲和力鉴定 ↓
杂交 ↓
分离到基本培养基或选择性培养基培养 ↓
霉菌
筛选重组体 ↓
重组体分析鉴定
三、杂交过程中亲本选择
1、原始亲本
原始亲本是微生物杂交育种中具 有不同遗传背景的优质出发菌株，通常 选择具有优良性状的菌株。
2．直接亲本
由原始亲本菌株经诱变处理后选出 的具有遗传标记和亲和能力而直接用 于杂交配对的菌株。
食用菌生产技术 第九节 杂交育种
意义： 年代后发展的一种育种新技术 年代后发展的一种育种新技术， 意义：70年代后发展的一种育种新技术， 继转化、 继转化、转导和接合之后一种更有效的 转移遗传物质的手段。 转移遗传物质的手段。原生质体融合不 仅能在不同菌株或种间进行， 仅能在不同菌株或种间进行，还能做到 属间、 属间、科间甚至更远缘的微生物或高等 生物细胞间的融合。 生物细胞间的融合。 发展点：有关原生质体融合的遗传机制， 发展点：有关原生质体融合的遗传机制， 尚未研究清楚，目前还在探索中。 尚未研究清楚，目前还在探索中。
原生质体融合的优点： 原生质体融合的优点： 可以提高重组率 双亲可以少带标记或不带标记 可进行多亲本融合 有利于不同种间、 有利于不同种间、属间微生物的 杂交 通过原生质体融合提高产量
原生质体融合的主要步骤： 原生质体融合的主要步骤：
选择亲株 ↗制备原生质体↘ 制备原生质体↘ 制备原生质体→ ↘制备原生质体→酶→原生质体 融合子→ 融合 → 融合子→原生质体壁再生 →融合重组子→ 筛选优良性状的融合重组子 融合重组子→
杂交育种的缺点：由于杂交育种的方法较复杂， 杂交育种的缺点：由于杂交育种的方法较复杂， 工作进展较慢， 工作进展较慢，还很难像诱变育种技术那样得 到普遍的推广和使用， 到普遍的推广和使用，尤其在原核生物的领域 应用转化、 中，应用转化、转导或接合等重组技术来培育 可应用于生产实践上的高产菌株的例子还不多 到了70年代后期 年代后期， 见。到了 年代后期，由于原生质体融合技术 获得巨大的成功后， 获得巨大的成功后，才使重组育种技术获得了 飞速的发展。 飞速的发展。
研究细菌接合方法的基本原理
U型管实验 型管实验
A B 过滤 器 [-] [-]
接合： 接合： 供体与受体细胞直接接触， 供体与受体细胞直接接触，借性菌毛传 递DNA，在受体细胞中发生交换、整合，使 ，在受体细胞中发生交换、整合， 之获得供体菌的遗传性状的现象，称为接合。 之获得供体菌的遗传性状的现象，称为接合。 通过接合而获得新性状的受体细胞就称接合 子。
第七章杂交育种
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遗传标记除常用的营养缺陷和抗性标记之外，也可采用热 致死(灭活)、孢子颜色和菌落形态等作为标记。
1. 如果目的是为了进行遗传分析，应该采用带隐性基因的 营养缺陷型菌株或抗性菌株。
不足之处：
①原生质体融合后DNA交换和重组随机发生，增加重 组体分离筛选的难度。
②细胞对异体遗传物质的降解和排斥作用，以及遗传 物质非同源性等因素也会影响原生质体融合的重组频 率，使远缘融合杂交存在较大困难。
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二、原生质体融合育种的原理
原理：原生质体融合本质是二亲本菌株去除细胞壁后的 一种体细胞杂交育种方法。 两个具有不同基因型的细胞，采用适宜的水解酶去除细 胞壁后，在促融剂诱导作用下，两个裸露的原生质体接 触，融合成为异核体，经过繁殖复制进一步核融合，形 成杂合二倍体，再经过染色体交换产生重组体，达到基 因重组目的，最后对重组体进行生产性能、生理生化和 遗传特性分析。
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原生质体转化育种
是将整条染色体DNA或片断DNA或质粒DNA 转化原生质体的技术，转化育种为实现定向育种 的目标和原生质体育种技术开拓了一个更广阔的 领域。
一般来说，用染色体DNA或其他线状DNA转
化原生质体效率较低，而用质粒DNA能得到高频
转化率，完整质粒、单链质粒和重组质粒都能成
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常见原生质体育种方法：
原生质体再生育种 原生质体诱变育种 原生质体转化育种 原生质体融合育种 …
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原生质体再生育种
原生质体再生育种是将微生物制备原生质体后直 接再生，从再生菌落中分离筛选变异菌株，最终得 到优良性状提高的正变菌株。原生质体再生育种不 用任何诱变剂处理，而能产生比常规诱变还高的正 变率。
第八、九节杂交育种
F因子 因子 Lac+ 偶尔错误交换 Lac+
含有染色体基因的F因子
Hfr细胞 细胞
F’质粒带 质粒带Lac+ 质粒带
（六）细菌杂交的方法与技术
亲本菌株的选择、标记、 亲本菌株的选择、标记、性别菌株的获得 杂交亲本菌株：不同遗传特性的菌株， 杂交亲本菌株：不同遗传特性的菌株，带有选择 性标记。 性标记。 标记菌株 性别菌株的获得： 性别菌株的获得： F+菌株：F+ 菌株和 -混合培养、 菌株： 菌株和F 混合培养、 F-菌株：F+菌株用不足以抑制生长的低浓度吖啶黄 菌株： 处理 Hfr菌株：F+菌株和 - 菌株杂交获得 菌株： 菌株和F 菌株
二、杂交基本程序
亲本标记和 亲本选择 亲和力测定
亲株A 亲株
亲株A 亲株 双亲 本杂 交 重组 及重 组体 分离
亲株B 亲株
亲株B 亲株
（一）亲本及培养基的选择
亲本选择： 亲本选择： 产量高 代谢快 产孢能力强 1、原始亲本：不同遗传背景的优质菌株。 、原始亲本：不同遗传背景的优质菌株。
产量高 代谢快 产孢能力强
（一）放线菌杂交原理
A
B
类似于细菌杂交
混 它不发生染色体交换 合 培 养部分结合子 杂合系 重组体
异 A 核 体 不同于霉菌的异核体，
B
放线菌杂交只发生在具有一定感受态菌株之间。 例如：天蓝色链霉素中发现ＳＣＰ１因子。
放线菌属于原核生物， 只有一条环状染 放线菌属于原核生物 ， 色体。 色体 。 放线菌基因重组过程类似于大肠杆 大体上有以下四种遗传体系： 菌，大体上有以下四种遗传体系： （1）异核现象 ） 有些放线菌的营养缺陷型在混合培养或 杂交过程中， 杂交过程中，经菌丝和菌丝间的接触和融 合而形成异核体。 合而形成异核体。 所谓异核体 异核体即同一条菌丝或细胞中含有 所谓异核体即同一条菌丝或细胞中含有 不同基因型的细胞核。 不同基因型的细胞核。异核体所形成的菌 落在表型上是原养型， 落在表型上是原养型，但其基因型分别与 亲本之一相同，而无重组体出现。 亲本之一相同，而无重组体出现。
微生物育种资料名词解释富集培养目的微生物含量较少时根据
微生物育种资料名词解释1．富集培养：目的微生物含量较少时，根据微生物生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利生长条件，是目的微生物在最适环境下迅速生长繁殖，数量增加，由劣种变为优势种，以利用分离所需要的菌种。
2．营养缺陷型：野生型菌株经过人工诱变或自然突变失去合成某种营养（氨基酸、维生素、核酸等）的能力，只有在基本培养基中补充所缺失的营养因子才能生长。
3．常规杂交育种：通过接合、转化、转导、溶源转化和转染等方式来获得重组体的杂交育种方法。
4．原生质体融合育种：通过酶解破除细胞壁后，制备微生物原生质体，然后诱导原生质体融合杂交，双亲本不受亲和力限制，甚至可以打破种属间遗传障碍。
获得远缘杂交重组体的特殊方式。
5．原生质体再生育种：微生物制备原生质体后直接再生，从再生菌落中分离筛选变异菌株，最终得到优良性状提高的正变菌株。
6．原生质体诱变育种：以微生物原生质体为育种材料，采用物理或化学诱变剂处理，然后分离到再生培养基中再生，并从再生菌落中筛选高产突变菌株。
解答1．工业生产的微生物菌种的特性①在遗传上必须是稳定的②易于产生许多营养细胞、包子或其他繁殖体②必须是纯种，不应带有其他杂菌及噬菌体④种子的生长必须旺盛、迅速⑤产生所需要的产物时间短⑥比较容易分离提纯⑦有自身保护机制，抵抗杂菌污染能力强⑧能保持较长的良好经济性能⑨菌株诱变处理较敏感，从而可以选育出高产菌株⑩在规定时间内，菌株必须产生与其数量的目的产物，并保持相对地稳定2．工业微生物的发展史（1）诱变育种。
以人工诱变手段诱发微生物基因突变，改变遗传结构和功能，通过筛选，从多种多样的变异体中筛选出产量高、性状优良的变异株，并找出发挥这个变株最佳培养基和培养条件，使其在最是环境条件下合成有效产物。
（2）杂交育种。
使双亲或多亲的遗传物质重新组合，以获得综合双亲优良性状的新品种的育种方法。
（3）代谢控制育种。
进行内因改变，通过定向选育某种特定的突变型，以达到大量积累由于产物的目的，定向选育包括改变代谢代谢通路；降低支路代谢终产物产生或切断支路代谢途径及提高细胞膜通透性。
杂交的基本概念
杂交的基本概念杂交是指通过人工控制，将两个不同的亲本（父本和母本）的基因组合并成一个新的后代，以获得某些优质的特性，从而提高植物和动物的生产性能、适应能力和抗病能力等。
杂交育种广泛应用于植物和动物育种以及微生物的育种中。
杂交的基本原理是利用亲本之间的遗传差异，以及不同基因的配对效应。
在杂交过程中，父本和母本的遗传物质混合在一起，形成新生命体，具有一定的遗传稳定性和遗传变异性。
新生命体所表现出来的性状，是由基因型和环境相互作用所决定的。
杂交育种的目的是产生新的品种或种群，这些品种或种群比亲本具有更好的适应性、生产性能或抗病性等。
杂交育种是一个自然选择的过程，自然环境不断地筛选和选择不同的遗传背景与环境适应性更强的个体。
杂交育种具有以下几个基本概念：1. 亲本：被用于杂交的两个基因型的组成部分。
亲本可以是同种不同品种的生物，也可以是不同种之间的生物。
亲本的选择关系到新品种的质量和生产效益。
2. 杂交：将两个不同的亲本的基因组合并成一个新的后代的过程。
杂交可以采用不同的方式，包括人工受粉、自然杂交、配对杂交等。
3. 杂交后代：在杂交过程中，形成的新生命体称为杂交后代。
由于杂交后代具有不同的基因型可能表现出比亲本更为复杂的外部表现，因此有时需要花费更长的时间和精力来进行杂交育种。
4. 杂交优势：杂交后代具有比亲本更为优良的某些特性的现象。
杂交优势主要由三种因素引起：一是亲本之间的基因差异，二是基因组和染色体的互补作用，三是随机的环境因素等。
5. 杂种：两个不同种之间杂交形成的生物称为杂种。
杂种往往表现出中间性状，但也可能具有某些优势特性，如杂种玉米、杂种鱼等。
6. 纯系：具有相同基因型的一组生物体称为纯系。
纯系通过自交后代之间配对的方式，可以保持稳定性的遗传特性，是实现杂交育种的关键因素之一。
总之，杂交育种是现代农业生产不可缺少的一环，通过合理的亲本选择、杂交方式的优化以及杂交后代的选择，可以产生更适应于环境和生产需求的新品种和种群，提高生产效益和社会经济效益。
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霉 菌
与常规杂交相比，原生质体融合具有多 方面的优势：
• 大幅度提高亲本之间重组频率。 • 扩大重组的亲本范围。 • 原生质体融合时亲本整套染色体参与交换，遗 传物质转移和重组性状较多，集中双亲本优良 性状机会更大 不足之处是原生质体融合后DNA交换和重组随机 发生，增加重组体分离筛选的难度。
放线菌
酵母菌
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杂 交 育 种
杂交育种指两个遗传型不同的个体 通过吻合（或接合）使基因组进行交换 和重新组合，从中分离和筛选出具有两 个亲本优良性状的个体。
杂交育种包括 常规杂交、控制杂交和 原生质体融合等方法。 杂交的目的在于使双亲或多亲的遗 传物质重新组合，以获得综合双亲或多亲 优良性状的新品种。
一、 杂交的意义（优点）
第一、使两亲株的优良性状集中于重 组体内，获得新品种。 第二、可以提高其对诱变剂的敏感性， 降低对诱变剂的“疲劳’”效应。 第三，丰富并促迸遗传学理论的发展
二、微生物杂交育种基本程序
选择原始亲本 ↓ 诱变筛选直接亲本 ↓ 直接亲本之间亲和力鉴定 ↓ 杂交 ↓ 分离到基本培养基或选择性培养基培养 ↓ 筛选重组体 ↓ 重组体分析鉴定
供体与受体细胞关系
体细胞间暂时沟通 细胞不接触，吸收游合或接合
参与交换的遗传物质
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 整套染色体高频重组
接合
2．原生质体杂交育种 通过酶解破除细胞壁后制备微生物 原生质体，然后诱导原生质体融合杂交， 双亲本不受亲和力限制，甚至可打破种属 间遗传障碍，获得远缘杂交重组体，这种 特殊的杂交方式称为原生质体融合育种。
三、杂交过程中亲本选择
1、原始亲本 原始亲本是微生物杂交育种中具 有不同遗传背景的优质出发菌株，通常 选择具有优良性状的菌株。
2．直接亲本 由原始亲本菌株经诱变处理后选出 的具有遗传标记和亲和能力而直接用 于杂交配对的菌株。
四、杂交育种的遗传标记
1．营养缺陷型标记 A 为生物素、苯丙氨、酸 甲硫氨酸和缺陷，B为苏氨酸、 亮氨酸和硫胺缺陷型。双亲都 不能在培养基上生长，但杂交 后代基因重组后产生营养互补 的原养型重组体可以在培养基 上生长 2．抗性标记 3．温度敏感性标记 4．其他性状标记
五、培养基的选择 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）。
六、杂交育种方法
1．常规杂交育种 主要包括接合、转化、转导、溶原转换和转染等技术
微生物类别 杂交方式
接合 原核微生物 转化 转导 有性生殖 真核微生物 准性生殖 体细胞接合 整套染色体低频重组