《优良菌种的选育》PPT课件

一、遗传与变异的概念
遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。 遗传(heredity)：亲代生物的性状在子代得到表现；亲代生物传
递给子代一套实现与其相同形状的遗传信息。特点：具 稳定性。
遗传型（genotype）：又称基因型，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。
菌种的复壮措施： ①纯种分离：（平板划线法、涂布法、倾注法、单细 胞挑取法等）。 ②通过寄主体内生长进行复壮（如Bacillus huringiensis 的复壮） ； ③淘汰已衰退的个体（采用比较激烈的理化条件进行 处理，以杀死生命力较差的已衰退个体）。 ④采用有效的菌种保藏方法。
纯化分离的方法
生产中把变异细胞在群体中尚未占主导的 现象称为退化现象.
把变异细胞在群体中已占主导地位的现 象称为变异现象．
当群体中出现变异现象时，则要把群体中 的大量变异细胞除掉，只留下少数优良细胞进 行培育，这种操作叫做自然选育.
菌种的复壮（rejuvenation）：使衰退的菌种恢复原来 优良性状。 狭义的复壮是指在菌种已发生衰退的情况下，通过纯 种分离和生产性能测定等方法，从衰退的群体中找出 未衰退的个体，以达到恢复该菌原有典型性状的措施； 广义的复壮是指在菌种的生产性能未衰退前就有意识 的经常、进行纯种的分离和生产性能测定工作，以期 菌种的生产性能逐步提高。实际上是利用自发突变 （正变）不断地从生产中选种
第七章 优良菌种的选育
授课教师：贺立虎
理想的工业发酵菌种应符合以下要求：
①遗传性状稳定； ②生长速度快，不易被噬菌体等异种微生物污染； ③目标产物的产量尽可能接近理论转化率； ④目标产物最好能分泌到细胞外，以降低产物抑制并利 于分离； ⑤尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产 量并利于分离； ⑥培养基成分简单、来源广、价格低廉； ⑦对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感； ⑧对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。
❖ 菌种选育，就是利用微生物遗传变异的特性，采用各种手段， 改变菌种的遗传性状，经筛选获得新的适合生产的菌株，以 稳定提高抗生素生产或得到新的抗生素产品。
❖ 任何抗生素要不断提高生产水平，菌种选育是一重要手段， 一些高产菌株在传代和保藏过程中，不可避免地会逐步发生 退化，这也需要通过菌种选育来复壮菌种
1.单孢子分离
微生物群体中存在不同类型菌落的组成，并认为 是由一些亚种混合组成的。
其原因是遗传基因型与环境因素共同作用的结果。 因此，不可能得到绝对纯一的菌种。但通过选择可 以得到相对纯一的群体。
纯种的标准有两条：
一是群体中存在的不同菌落类型数量限制在相对 低的水平，例如限制在3～5种类型以下。
二是群体中起主导作用的菌型的比例数应占绝对 优势，如达到90％以上，或更高的比例，如98％、99 ％以上。
代谢
遗传型 + 环境条件
发育
表型
表型（phenotype）：指生物体所具有的一切外表特征和内在 特性的总和;------是一种现实存在，是具一定遗传型的 生物在一定条件下所表现出的具体性状。
遗传与变异的概念
变异(variation):生物体在外因或内因的作用下，遗传 物质的结构或数量发生改变。 变异的特点： a.在群体中以极低的几率出现（一般为10-6～10-10）； b.形状变化的幅度大； c. 变化后形成的新性状是稳定的，可遗传的。
后来在病毒重建实验和噬菌体感染实验中又进一步 证明绝大多数生物的遗传物质都是DNA，只有一小部分 病毒(包括动物、植物病毒和噬菌体)没有DNA，它们的 遗传物质是核糖核酸(RNA)。
第二节 菌种复壮与自然选育
在微生物的遗传与变异这对矛盾中，遗传是相对 的，而变异是绝对的。
抗生素产生菌的变异主要是负变异，其表现为： a.产量低， b.产孢子能力减退， c.菌落形态不纯， d.存活能力下降， e.产色素能力改变， f.代谢活动减慢， g.抵抗不良环境能力减弱 这些变异是自然发生的不定向的、缓慢进行的， 是一个由量变到质变的过程．
杆菌素；在37℃下培养，不产生色素；如果重新将温 度降ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ25℃，又恢复产色素的能力。
二、 遗传变异的物质基础
1.遗传基因 早在1865年，遗传学的鼻祖孟德尔用豌豆做遗传学 试验，得出了重要的遗传学规律—著名的分离定律和 自由组合定律，揭示了遗传的本质： 性状是由遗传因子决定的，性状的遗传是由于。遗传 因子在子代和亲代间的传递。 孟德尔的遗传因子后人改称为遗传基因。 孟德尔的分离定律和自由组合定律，就是成对基因在 杂合状态中保持相对独立性，在形成配子时，成对基 因彼此分开，分离到不同的配子中去，两种配子数相 等，配子的结合随机；两对或多对基因形成的配子， 是自由组合的。。
❖ 菌种选育常用的方法有：菌种的自然选育、诱变育种、菌种 的基因重组。
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第一节 微生物的遗传和变异
研究微生物遗传学的意义
微生物是研究现代遗传学和其它许多主要的生物 学基本理论问题中最热衷的研究对象。
对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现代 分子生物学和生物工程学的发展，而且为育种 工作提供了丰富的理论基础，促使育种工作从 不自觉到自觉、从低效到高效、从随机到定向、 从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。
2.基因的物质基础
孟德尔不仅发现基因是生物体遗传的基本单位，并 认定基因是由生殖细胞来传递的。当细胞核中的染色体 被发现以后，人们认识到基因的传递规律和细胞分裂时 染色体的行为是一致的。
1910年摩尔根用果蝇进行的遗传学实验证实了基因 在染色体上，进而把基因和染色体联系了起来。
1928年格里费斯的转化实验证明了染色体的化学成 分脱氧核糖核酸(DNA)是遗传物质。
遗传与变异的概念
饰变（modification）：指不涉及遗传物质结构改变而只 发生在转录、转译水平上的表型变化。特点是：
a.几乎整个群体中的每一个个体都发生同样的变化； b.性状变化的幅度小； c.因遗传物质不变，故饰变是不遗传的。引起饰变的因素
消失后，表型即可恢复。 例如：粘质沙雷氏菌：在25℃下培养，产生深红色的灵