菌种的选育
常用菌种选育原理的种植方法
常用菌种选育原理的种植方法今天给大家介绍一下常用菌种选育原理的种植方法！一、人工选种的方法：1.自然选种：该法是通过广泛异地引种、野生采集、孢子分离等途径获得菌种，将其进行驯化移栽，使其逐渐适应当地环境条件，并从中选优汰劣，选出性状优异的菌株。
在菌种生产以及试验性栽培中，反复进行比较和选择，最终确定优良的食用菌品种。
2.杂交育种：该法是通过将不同遗传性状的亲本之间进行交配，使遗传物质重新组合配对，通过双亲性状的优势互补或借助于以一个亲本的优点去克服另一亲本的缺点，产生具有其双亲优点的育种方法。
杂交育种一般有单孢杂交、多孢杂交、单双核杂交、原生质体融合等方法，一般科研、育种上多采用单孢杂交或原生质体融合，通过这些办法处理的菌种常常可表现出较强的“杂交优势”。
3.诱变育种该法是利用物理的或化学的方法处理细胞群体，促使菌种的细胞遗传物质发生性状的改变，然后从变异的菌种中选出具有优良性状的菌种的方法。
科研上常用的主要有辐射诱变育种，如紫外线照射、X射线等高能量射线，以及用一些化学药剂进行诱变育种。
4.基因工程育种该法是在基因分子水平上的遗传工程，又称基因操作、基因克隆、脱氧核糖核酸（DNA）重组技术等，基本原理就是把我们需要的目标基因通过载体DNA与原品种的DNA结合，然后人工导入一个受体细胞内，以让外来的遗传物质在其中“着生”，进行正常的复制，从而获得预先设计的新菌种。
二、菌种分离技术方法：多孢分离：该法是利用子实体弹射许多孢子在同一培养基上，让其萌发、自由交配，从而获得纯母种的方法。
该法简便易行，在食用菌选种中应用普遍。
（1）整菇孢子弹射法：该法适用于伞菌类的孢子采集。
在无菌室（箱）中，将经消毒处理的整只种菇插入无菌平皿孢子收集器里，之后使用透明玻璃钟罩将其罩住，于见光、适温下使菇自然弹射孢子。
24h后，将玻璃钟罩打开，从培养皿内获取孢子。
（2）试管插割法：在无菌箱内，迅速用无菌试管插割种菇有菌褶一侧，直至取下组织块。
菌种的选育
第一章菌种选育第一节工业常用微生物及要求一、常见微生物（一）细菌（bacteria）发酵工业中常用的细菌主要是杆菌,主要有：醋杆菌属（Acetobacter）乳杆菌属（Lactobacillus）杆菌属（Bacillus）:α-淀粉酶，蛋白酶，肌苷、鸟苷等核苷。
其中最为重要的是枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）短杆菌属（Brevibacterium）：谷氨酸棒杆菌属（Corynebacterium）：谷氨酸（二）放线菌（actinomyces）属原核微生物（有菌丝体，无横隔，不具完整的核。
）最大的经济价值在于产生多种抗生素（antibiotic）。
链霉菌（Streptomyces）：红，金，土，氯，链霉素小单孢菌属（Micromonospora）：庆大霉素（三）霉菌（mould）亦称丝状真菌（不是分类学上的名词，凡在营养基质上形成绒毛状，网状或絮状菌丝的真菌统称霉菌。
）1.曲霉属（Aspergillus）黑曲霉（A. niger）产蛋白酶，淀粉酶，果酸酶，变异菌株产柠檬酸米曲霉（A. oryzae）产淀粉酶，蛋白酶，酿酒的糖化曲和酱油曲黄曲霉（A. flavus）产黄曲霉毒素米曲霉和黄曲霉均为半知菌。
2.青霉属（Penicillum）：例如桔子上的绿色斑点桔青霉（P. citrinum）：产生5’－磷酸二酯酶，降解核糖核酸为四个单核苷酸。
3.根霉属（Rhizopus）接合菌米根霉（R. oryzae）华根霉（R. chinensis）酒药和酒曲中含有米根霉或华根霉。
4.红曲霉属（Monascus）淀粉酶，麦芽糖酶，蛋白酶，柠檬酸等。
可生产食用红色素。
（四）酵母（yeast）单细胞真核微生物，低等真菌。
①酵母属（Saccharomyces）啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）②假丝酵母属（Candida）产朊假丝酵母（Candida utilis）生产饲料酵母，其蛋白质和维生素含量都比啤酒酵母高。
选育菌种的方法
选育菌种的方法一、引言菌种的选育是微生物学研究中的重要环节，它对于促进农业、食品工业、医药领域的发展具有重要意义。
本文将介绍一些常用的选育菌种的方法，包括传统的筛选方法和基于分子生物学的筛选方法。
二、传统的筛选方法1. 随机筛选法随机筛选法是最常用的菌种选育方法之一。
其步骤包括：从自然环境中收集样品，如土壤、水体等，将样品制成适宜的培养基，然后进行培养。
在培养过程中，通过观察菌落的形态、颜色、生长速度等特征，筛选出具有特殊性状或功能的菌株。
2. 生理选育法生理选育法是根据菌株的生理特性进行选育的方法。
通过调节培养条件，如温度、pH值、氧气浓度等，筛选出适应特殊环境的菌株。
例如，有些菌株能够在高温或低温环境中生长，有些菌株能够在酸性或碱性环境中生长，这些菌株可以被应用于相关领域。
3. 抗性筛选法抗性筛选法是利用抗生素或其他抑制性物质来筛选菌株的方法。
通过将菌株培养在含有抗生素或抑制性物质的培养基上，只有具有抗性的菌株才能够生长并形成菌落。
这种方法可以筛选出具有抗生素抗性、耐酸碱或耐高温的菌株。
三、基于分子生物学的筛选方法1. PCR筛选法PCR筛选法是利用聚合酶链反应(PCR)技术来筛选菌株的方法。
通过设计特异性引物，扩增目标基因片段，然后通过电泳分析扩增产物，筛选出具有特定基因的菌株。
2. 基因克隆筛选法基因克隆筛选法是将目标基因插入表达载体中，然后转化到宿主菌中，通过观察宿主菌的表型变化来筛选菌株。
例如，将具有抗性基因的载体转化到宿主菌中，只有转化成功的菌株才能够生长在含有抗生素的培养基上。
3. 荧光筛选法荧光筛选法是利用荧光蛋白标记目标基因，通过观察菌株产生的荧光信号来筛选菌株。
例如，将荧光蛋白基因与目标基因融合，将融合基因转化到宿主菌中，通过观察菌株产生的荧光信号来筛选具有目标基因的菌株。
四、总结菌种的选育是微生物学研究中不可或缺的一环。
传统的筛选方法包括随机筛选法、生理选育法和抗性筛选法，它们通过观察菌株的形态、生长特性和抗性等来筛选菌株。
选育菌种的方法
选育菌种的方法菌种的选育是微生物研究中的重要环节，合适的菌种对于实验结果的准确性和可靠性起着至关重要的作用。
本文将介绍几种常用的选育菌种的方法。
1. 采样菌种的选育首先需要进行采样，即从自然环境中获取潜在的菌种。
采样时需要选择合适的样品，如土壤、水样、植物表面等，以获取丰富的微生物资源。
采样时要注意避免污染和混杂，使用无菌工具和容器进行采样。
2. 前处理采样回来后，需要进行前处理，以去除不需要的杂质和其他微生物。
常用的前处理方法包括表面消毒、筛选、稀释等。
表面消毒可以使用酒精或含氯消毒剂对样品进行处理，以杀灭表面的细菌和真菌。
筛选可以通过过滤或离心等方法，以去除大颗粒的杂质。
稀释可以将样品进行适当的稀释，以分离出单个菌落。
3. 菌落分离菌种的选育需要从复杂的微生物群落中分离出单个菌落。
常用的方法有平板分离法和液体分离法。
平板分离法是将前处理后的样品均匀涂布在含有适宜培养基的琼脂平板上，通过菌落的形态、颜色等特征进行分离。
液体分离法是将前处理后的样品接种在含有适宜培养基的液体培养基中，通过菌落的沉降速度、浑浊度等特征进行分离。
4. 纯化与鉴定分离出的单个菌落需要进行纯化和鉴定。
纯化是指将单个菌落进行传代培养，使其形成纯种。
常用的方法有传代培养、穿刺法等。
鉴定是指对菌种进行鉴定和分类，常用的方法有形态学观察、生理生化特性检测、基因测序等。
鉴定的目的是确定菌种的物种分类、代谢特性和潜在应用价值。
5. 保存与培养选育出的菌种需要进行保存和培养，以便后续的研究和应用。
保存常用的方法有冷冻保存、干燥保存、液氮保存等。
培养则需要选择适宜的培养基和培养条件，以保证菌种的生长和繁殖。
通过以上几种方法，可以选育出适合研究和应用的菌种。
菌种的选育是微生物研究中的重要环节，只有选育出合适的菌种，才能保证实验结果的准确性和可靠性。
选育菌种需要耐心和细心，同时还需要对微生物的特性有一定的了解和认识，以便进行正确的操作和判断。
菌种选育
基因工程育种
随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前，特别是当人们了解到遗传密码是由RNA转录 表达的以后，生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密，而是开始跃跃欲试，设想在分子的水平上去 干预生物的遗传特性。 如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA 重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型，这与过去培育生物繁殖后 代的传统做法完全不同。 这种做法就像技术科学的工程设计，按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那 种生物的那个“基因”重新“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物。这种完全按照人的意愿，由 重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就称为“基因工程”，或者说是“遗传工程”。 基因工程是生物 工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。 所谓基因工程 （genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体 细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物 的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接 起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的 复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。
步骤
自然选育的步骤主要是：采样，增长培养，培养分离和筛选等。采样 筛选的菌种采集的对象以土壤为主， 也可以是植物、腐败物品和某些水域等。土壤是微生物的汇集地，从土壤中几乎可以分离到任何所需的微生物， 故土壤往往是首选的采集目标。微生物的营养需求和代谢类型与生长环境有很大关系。富集培养 由于采集样品 中各种微生物数量有很大差异，若估计到要分离的菌种数量不多时，就要人为增加分离的概率，增加该菌种的数 量，称为富集培养。纯种培养尽管通过增长培养的效果很好，但是得到的微生物还是处于混杂状态，因为样品中 本身含有许多种类的微生物。所以，为了取得所需的微生物纯种，增殖培养后必须进行分离。平板分离法由接种 环以无菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物 细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来。如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后， 可在平板表面得到单菌落。分离方法有三种：即划线分离法、稀释法和组织分离法。稀释分离法 在溶液中再加 入溶剂使溶液的浓度变小。亦指加溶剂于溶液中以减小溶液浓度的过程。浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=稀溶 液的质量×稀溶液的质量分数生产能力考察 初筛一般通过平板稀释法获得单个菌落，然后对各个菌落进行有关 性状的初步测定，从中选出具有优良性状的菌落。例如，对抗生素产生菌来说，选出抑菌圈大的菌落；对于蛋白 酶产生菌来说，选出透明圈大的菌落。此法快速、简便，结果直观性强。缺点是培养皿的培养条件与三角瓶、发 酵罐的培养条件相差大，两者结果常不一致。
第三章 微生物菌种选育
中国病毒资源与信息中心:从事普通病毒保藏与分 中国病毒资源与信息中心 从事普通病毒保藏与分 类鉴定与研究的专业机构。。 类鉴定与研究的专业机构。。 。。 中国林业微生物菌种保藏管理中心：保藏微生物菌株 中国林业微生物菌种保藏管理中心 保藏微生物菌株10700余 保藏微生物菌株 余 株，苏云金杆菌模式菌株等细菌、食用菌等大型真菌、林 苏云金杆菌模式菌株等细菌、食用菌等大型真菌、 木病原菌、菌根菌、病虫生防菌、木腐菌、 木病原菌、菌根菌、病虫生防菌、木腐菌、病毒和植原体 类等。 类等。 中国工业微生物菌种保藏管理中心:保藏各种工业微生物菌种 中国工业微生物菌种保藏管理中心 保藏各种工业微生物菌种 资源包括：细菌、放线菌、酵母菌、 资源包括：细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌和大型真菌 。/ 中国医学细菌保藏管理中心: 中国医学细菌保藏管理中心 兽医微生物菌种保藏管理中心: 兽医微生物菌种保藏管理中心
1、采样
1)样品的地点
菜园和耕作层土壤： 菜园和耕作层土壤： 果园树根土层： 果园树根土层：
第四章 方法 1、固体培养法 A、平板培养法；B、斜面培养法； 平板培养法； 斜面培养法； 2、半固体培养法 3、液体培养法 静置培养法； 摇瓶培养法； A、静置培养法； B、摇瓶培养法； 深层培养法。 C、深层培养法。
二、微生物菌种的分离方法
美国典型菌种保藏中心 (American Type Culture Collection, ATCC） ）
主要从事农业、遗传学、应用微生物、免疫学、 主要从事农业、遗传学、应用微生物、免疫学、细胞生 物学、工业微生物学、菌种保藏方法、医学微生物学、 物学、工业微生物学、菌种保藏方法、医学微生物学、分 子生物学、植物病理学、普通微生物学、分类学、 子生物学、植物病理学、普通微生物学、分类学、食品科 学等的研究。该中心保藏有藻类111株，细菌和放线菌 学等的研究。该中心保藏有藻类111株 111 16865株 细胞和杂合细胞4300株 丝状真菌和酵母46000株 16865株，细胞和杂合细胞4300株，丝状真菌和酵母46000株， 4300 46000 植物组织79株 种子600株 原生动物1800株 动物病毒、 植物组织79株，种子600株，原生动物1800株，动物病毒、 79 600 1800 衣原体和病原体2189株 植物病毒1563种 另外， 衣原体和病原体2189株，植物病毒1563种。另外，该中心 2189 1563 还提供菌种的分离、鉴定及保藏服务。 还提供菌种的分离、鉴定及保藏服务。该中心保藏的菌种 可出售
五种菌种选育的方法
五种菌种选育的方法1. 筛选优良菌株：通过对菌种进行筛选，选出具有较高产量、快速生长、稳定性等良好性状的菌株。
可以通过观察菌株的形态特征、生长速度以及产物产量等指标进行初步筛选。
2. 交配选育：将具有不同有益特征的两个菌株进行交配，产生具有更优秀性状的杂种，进一步提高菌种的产量和品质。
3. 基因工程改良：通过基因工程技术对菌株的基因进行修改和调整，强化其有益性状，例如提高产量、耐逆性或产物纯度。
4. 微生物育种：利用微生物的自然变异、诱变或基因重组等方法，通过筛选和选育，培育出具有优良性状的菌株。
5. 隔离培养：从自然环境或特定寄主体内分离出有良好性状的菌株，单独培养并进行繁殖，以保持其稳定性和纯度。
6. 高通量筛选：利用高通量技术，如高通量测序、高通量筛选装置等，对大量菌株进行快速筛选和检测，以选取具有优良性状的菌株。
7. 环境适应培养：通过将菌株暴露在不同环境条件下，如不同温度、盐度、pH值等，挑选出能适应多种环境的菌株，提高其应用广泛性和稳定性。
8. 选择性培养基：根据特定的性状需求，调配选择性培养基，利用特定生理功能或代谢产物的需求，筛选出具有目标性状的菌株。
9. 抗菌素筛选：利用抗菌素对菌株进行筛选，选择出对某种特定抗菌素敏感或耐药的菌株，为后续应用提供基础。
10. 应激培养：通过暴露菌株于适宜剂量的外界应激因子，如氧化应激、低温应激等，筛选出对应激因子具有较高耐受能力的菌株。
11. 连续培养：通过在连续培养系统中进行菌株的增殖和筛选，选出适应此种培养方式的优良菌株。
12. 自动化选育：利用自动化系统对菌株进行快速筛选、监控和评价，提高选育效率和可控性。
13. 发酵条件优化：通过改变发酵条件中的温度、pH值、气体供应等参数，优化菌株的生长和产物产量，提高其应用效果。
14. 组合选育：将具有不同优势特征的菌株进行组合，形成互补优势，从而提高整体产量和产品品质。
15. 代谢工程优化：通过调整和改变菌株的代谢途径和代谢产物分布，来增强产物的产量和纯度。
菌种选育名词解释
菌种选育名词解释
菌种选育是指通过筛选和培育，从自然环境或人工选育中获得具有特定特征和性质的菌种或菌株。
菌种是指由一类具有相同或类似形态、生理和遗传特征的微生物个体所组成的集合体。
菌种选育的目的是为了获得具有高产、高效、高质的菌种，以满足工业生产、农业生产或科学研究的需要。
在菌种选育中，常用的方法包括筛选法、改良法和混合法。
筛选法通过对大量菌株进行筛选，选取具有所需特性的菌种。
改良法则通过对已有菌种进行基因工程或遗传改良，使其具有更好的特性。
混合法是将两个或多个不同菌株进行混合培养，通过互补作用和相互促进，获得具有更好性能的菌种。
菌种选育在农业领域可以用于优选具有抗病、抗逆性强、高产等特性的菌种，以提高作物产量和品质；在工业领域可用于选育具有高产酶、高产代谢产物等特性的菌种，以提高产品产量和质量；在环境保护方面可以用于选育具有降解、吸附等环境修复能力的菌种，以减少环境污染；在医药领域可以用于选育具有抗菌、抗肿瘤等特性的菌种，用于新药研发等方面。
总之，菌种选育是一种重要的菌种改良和应用技术，可以通过选择和培育获得具有理想特性的菌种，以应用于各个领域。
菌种的选育与保藏
菌种的选育与保藏微生物菌种选育与保藏本章知识概要第一节菌种分离与筛选第二节菌种选育第三节菌种保藏第一节菌种分离与筛选1、采样原则：材料来源越广泛，越有可能获得新的菌种。
可寻找已适应各种环境压力的微生物类群。
土壤、水、空气、动植物体都含有微生物。
土壤由于具备了微生物所需要的营养、水分、空气。
是微生物最集中的地方从土壤中几乎可以分离所需要任何菌株。
细菌（108）＞放线菌（107）＞霉菌（106）＞酵母菌（105）＞藻类（104）＞原生动物（103）②采样方法：选择适当地点和场所、用无菌器皿取样十克，装入袋中，记录采样地点、时间、环境等等。
2、富集培养：在目的微生物含量较少时，根据微生物的生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，是目的微生物在最适的环境下，迅速生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下劣势种变成人工环境下的优势种，以利于分离到所需要的菌株。
A：控制营养条件----纤维素酶产生菌B：控制培养条件----施加压力、pH、温度、氧气、根据特殊生理特征、C：添加特殊抑制剂---抗生素3、纯种分离：富集培养而得到微生物，并不能达到纯化标准，杂菌并没有死亡、还需要进一步纯化----纯培养粗放型：菌落纯精细型：菌种纯划线分离法A：粗放型涂布分离法稀释分离法平板划线分离法：接种针挑取含有微生物样品，在固体培养基表面上划线，适当条件培养后，挑取单菌落。
稀释分离法用1ml无菌吸管精确地吸取1ml大肠杆菌悬液放入10-1的试管中，使其混合均匀。
另取一支吸管自10-1试管吸1ml放入10-2试管中……其余依次类推。
涂布分离法用涂棒蘸取培养液，在固体培养基表面均匀涂平，获得单菌落。
精细型：毛细管分离法：利用培养皿或凹玻片等分离小室进行细胞分离。
也可以利用复杂的显微操作装置进行单细胞挑取。
流式细胞仪：流式细胞仪（Flow CytoMeter, FCM）是一种在功能水平上对单细胞或其他生物粒子进行定量分析和分选的检测手段，它可以高速分析上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个参数，与传统的荧光镜检查相比，具有速度快、精度高、准确性好等优点，成为当代最先进的细胞定量分析和检测、筛选技术。
选育菌种的方法
选育菌种的方法
选育菌种是指通过筛选和培养，从自然界中或已有的菌种中选择出具有特定性状或功能的优良菌株。
以下是一些常用的选育菌种的方法：
1.采集样品：从自然环境中采集样品，如土壤、水体、植物表面等，以获取潜在的有用菌种。
2.筛选：通过筛选方法，如对特定培养基的生长适应性、抗生素敏感性等进行初步筛选，排除不符合要求的菌株。
3.生理生化特性分析：对初步筛选出的菌株进行生理生化特性分析，如产酶能力、代谢途径、耐受性等，以评估其潜在应用价值。
4.分子生物学鉴定：利用分子生物学技术，如16SrRNA基因测序，对菌株进行鉴定，确定其属种和亲缘关系。
5.功能性评估：通过对菌株进行功能性评估，如抗菌活性、生物降解能力、生物合成能力等，确定其具体应用领域。
6.优化培养条件：对选育出的菌株进行培养条件的优化，如温度、pH值、营养物质等，以提高其生长和产物产量。
7.长期稳定性评估：对选育出的菌株进行长期稳定性评估，如在不同培养条件下的稳定性、遗传稳定性等，以确保其在工业应用中的可靠性。
需要注意的是，选育菌种是一个复杂的过程，需要综合运用多种方法和技术，同时也需要耐心和时间。
1/ 1。
菌种选育
（2）抗性菌株的产量试验 在选育抗噬菌体菌株时， 既要求具有抗性，同时亦要求生产能力不低于原敏感 菌株。
（3）其正抗性与溶源性的区别试验 菌株的抗噬菌体 特性具有遗传的相对稳定性。 抗性表现力多种多样，可因细胞壁结构的改变而阻 止噬菌体吸附侵入，也可因生理代谢的改变，使噬菌 体不能侵染，即使侵染后也不能增殖释放。这些菌株 都具有真正的抗性。溶原性菌株则因细胞中存在原噬 菌体，对同一类型噬菌体具有免疫性。表面上看来， 这种菌株具有抗性，但可采用物理、化学因素诱导不 同的敏感菌看它是否会释放噬菌体。出现噬菌斑的菌 株就是溶源菌，而不是真正抗性菌。
E N一甲基一N′硝基一N一亚硝基弧（NTG）
亚硝基胍是亚硝基烷基类化合物的一种，可诱发 营养缺陷型突变，不经淘汰便可直接得到12％一80％ 的营养缺陷型菌株，故有超诱变剂之称。它在pH低 于5－5.5的条件下，形成HNO2 而引起菌种突变；在 碱性条件下以重氮甲烷的形式对DNA起烷化作用； 在pH6时，两者均不产生，此时的诱变效应可能是由 于NTG本身对核蛋白体引起的变化所致。 在缓冲液中较难溶解，而在甲酰胺中溶解度较大，因 此用甲酰胺溶解NTG，可以提高处理浓度。通常在 浓度为300 μg／mL，温度为28℃和时间为60分钟的 条件下进行处理，容易得到高产菌株。
2.2.3.3 噬菌体的防治
不同发酵类型遭到不同种类噬菌体侵染所出现的现 象是不同的，而同一菌种被相同的噬菌体侵染，由于 侵染的时间不同，也会造成不同的后果。但都会出现 畸形菌丝，菌体迅速消失，pH上升，发酵产物停止积 累，甚至下降等现象。
噬菌体的防治是多方面的。大概可以分以下几个方 面：
（1）正确判断 （2）普及有关噬菌体的知识 （3）选育抗噬菌体菌株 （4）消灭噬菌体
E 高产菌株的获得需要筛选条件的配合
菌种选育
2.2.2.4 介绍几种物理、化学诱变剂的使用方法
A 紫外线 紫外线是一种使用时间较久、值得推广的诱变剂， 它的辐射光源便宜，危险性小，诱变效果好，故应用 最广泛，研究得也最多。虽然紫外线的波长范围很宽， 但对诱变最有效的波长仅仅是260 nm左右（253－265） nm一般诱变时用菌（孢子）悬浮液进行处理，紫外 灯的功率为15W，距离固定在30 cm左右。 紫外线的作用机制主要是形成胸腺嘧啶二聚体以 改变DNA生物活性，造成菌体死亡和变异。
（2）诱发突变 敏感菌株先经诱变因素处理，然后将 处理过的孢子液分离在含有高浓度的噬菌体的平板培 养基上，经诱变后的存活孢子中，如存在抗性变异菌 株就能在此平板上生长。这种菌落生长的速度一般与 正常菌落的生长速度相近，诱变可以提高抗性菌株的 频率。
除上述方法外，还可将敏感菌孢子经诱变后接入 种子培养基，待菌丝长浓后加入高浓度的噬菌体再继 续培养几天，再加入噬菌体反复感染，使敏感菌被噬 菌体所裂解，最后取再生菌丝进行平板分离，从中筛 选抗性菌株。
2.2.2.2 诱变育种的一般步骤
• 诱变育种的一般步骤见P38，如图2－2所示 • 注意事项：选择好出发菌株；正确和灵活 使用各种诱变剂；诱变剂的选择；变异株 的筛选和筛选条件的确立；高产菌株的获 得与筛选条件的配合。 • 具体内容详见40页。
2.2.2.3 诱变育种工作中几个应注意的问题
A 选择好出发菌株 选好出发菌株对诱变效果有着极其重要的作用。 有些微生物比较稳定，其遗传物质耐诱变剂的作用 强。如果用这种菌株于生产是很有益的，而用作出 发菌株则不适宜。 用作诱变的出发菌株必须对它的产量、形态、生 理等方面有相当了解。挑选出发菌株的标准是产量 高、对诱变剂的敏感性大、变异幅度广，再确定诱 变剂的使用及筛选条件。
菌种的选育
土曲霉 土曲霉 链霉菌
金色链霉菌
35.9
54
5、后培养
表型迟延现象
生理性
分离性
遗传物质经诱变处理后发生的突变，必
须经复制才能养才能稳定
变异，使菌株表现出高的突变频率。
55
6、变异菌株的筛选
由于经诱变处理后提高产量的变异株仍属少数，
必须经过大量的筛选工作，才能得到需要的菌株。
5
分离某种产生有机酸的菌株时，也通常采用透
明圈法初筛. 在选择培养基中加入碳 酸 钙 ，使平板呈混浊
状，产酸菌能够把菌落周围的碳酸钙水解，形成 清晰的透明圈.
6
透明圈的大小不能完全作为选择高产菌的依据， 因为在 深 层 培 养 中 的 产 酶 单 位 与 平 板 上
圈的大小之间并不完全成正比。
24
4、自然选育的特点
自然选育简单 易行，可以达 到纯化菌种、 防止菌种衰退、 稳定生产、提 高产量等目的。
自然选育的最 大缺点是效率 低、进展慢， 很难使生产水 平大幅度提高。
25
用物理或化学的诱变剂使诱变对象内的遗传物质
（DNA）的分子结构发生改变，引起性状变异并通过
筛选获得符合要求的变异菌株的一种育种方法。
基因突变
29
光复活作用
切补修复
损伤修复
重组修复 SOS修复系统 DNA多聚酶的校正作用
30
前 突 变 ——诱 变 剂 所 造 成 D N A 分 子 的 某 一 位
臵的结构改变。
31
光复活作用
具有校正差错 切补修复 的性质，不利于 突变的诱发。
DNA多聚酶校正 作用
32
重组修复
具有引起差错的 性质，利于突变
02 菌种选育
02 菌种选育本章内容：第一节菌种的来源2.1.1 生物物质产生菌的筛选2.1.1.1 M—生物产物的来源M是各种生物活性产物的丰富资源，要获得所需生物特性的新产物，关键是：①、选择M；②、筛选方案(检测系统)。
M细胞内含物及其培养基成分极其复杂，且所需的产物可能每毫升只有微克到毫克，在选择筛选方法时必须考虑选择性和灵敏度两个方面，即需灵敏度很高的专一性检测方法。
2.1.1.2 待筛选样品的性质寻找新产物的产生菌可用固体或液体培养基筛选。
但次级代谢物的大规模生产是用沉没培养法进行的，由于在固体培养基和液体培养基中产生的次级代谢物的方式不一样，因此有些研究人员以液体培养法为惟一的筛选手段。
2.1.1.3 筛选方案的设计基本上可利用以下三种不同的筛选方法：①、整体生物；②、完整细胞；③、亚细胞制剂。
2.1.2 M选择性分离的原理和方法大多数抗生素均由放线菌产生。
下面介绍放线菌为主的分离方法原理的发展。
选择性分离方法大致可分为五个步骤：①、含M材料的选择；②、材料预处理；③、所需菌种分离；④、菌种培养；⑤、菌种选择和纯化。
以上任何一个阶段都可引人选择压力。
2.1.2.1 含M材料的选择在选择菌种来源时，存在一些选择标准。
对于天然材料，如土壤的选择，来源越是广泛的样品，含有目的类型的M的可能性越大，获得新菌种的可能性越高；另一方面，可寻找已适应相当苛刻的环境压力的M类群。
这种方法已获得某些成功(见表2-1)。
从被污染的实验室培养基中分离出嗜盐菌(Actinopolyspora halophila)，从盐场分离出嗜盐链霉菌，说明在富盐环境中存在一类尚待开发的放线菌。
酸性土壤圈的放线菌类群与其紧接下层的中性圈的放线菌类群有很大不同。
因此，也有可能利用同一生态环境内的不同环境条件分离出更多种类的菌株。
自然环境的菌群可因人类的活动而改变。
于土壤中加入去莠津(atrazine)会导致放线菌菌群数量的增加。
如诺卡氏菌属能生长在Carboxanilide杀真菌剂中。
优良菌种的选育
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
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。
单孢子分离法:
将菌种的分生孢子制成一定浓度的分散的 单孢子悬浮液，分离在平板培养基上，挑选单 菌落进行筛选。
在产量高于亲株的菌株中选择群体中主要 菌落类型比例高于90％以上的高产量纯株再进 行3～5代连续传代试验，选择传代后生产能力 仍保持原来水平范围的菌株，便是高产纯种。
2.微观单孢子分离
用单孢子悬浮液分离单孢子菌落的方法很 难保证获得绝对的单孢子菌落。
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。
为了使孢子发芽适度，必须使用稀释的液体培养 基。培养基浓度不要太大，避免养分过于丰富而控制 不住孢子的生长。
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第一章菌种选育第一节工业常用微生物及要求一、常见微生物（一）细菌（bacteria）发酵工业中常用的细菌主要是杆菌,主要有：醋杆菌属（Acetobacter）乳杆菌属（Lactobacillus）杆菌属（Bacillus）:α-淀粉酶，蛋白酶，肌苷、鸟苷等核苷。
其中最为重要的是枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）短杆菌属（Brevibacterium）：谷氨酸棒杆菌属（Corynebacterium）：谷氨酸（二）放线菌（actinomyces）属原核微生物（有菌丝体，无横隔，不具完整的核。
）最大的经济价值在于产生多种抗生素（antibiotic）。
链霉菌（Streptomyces）：红，金，土，氯，链霉素小单孢菌属（Micromonospora）：庆大霉素（三）霉菌（mould）亦称丝状真菌（不是分类学上的名词，凡在营养基质上形成绒毛状，网状或絮状菌丝的真菌统称霉菌。
）1.曲霉属（Aspergillus）黑曲霉（A. niger）产蛋白酶，淀粉酶，果酸酶，变异菌株产柠檬酸米曲霉（A. oryzae）产淀粉酶，蛋白酶，酿酒的糖化曲和酱油曲黄曲霉（A. flavus）产黄曲霉毒素米曲霉和黄曲霉均为半知菌。
2.青霉属（Penicillum）：例如桔子上的绿色斑点桔青霉（P. citrinum）：产生5’－磷酸二酯酶，降解核糖核酸为四个单核苷酸。
3.根霉属（Rhizopus）接合菌米根霉（R. oryzae）华根霉（R. chinensis）酒药和酒曲中含有米根霉或华根霉。
4.红曲霉属（Monascus）淀粉酶，麦芽糖酶，蛋白酶，柠檬酸等。
可生产食用红色素。
（四）酵母（yeast）单细胞真核微生物，低等真菌。
①酵母属（Saccharomyces）啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）②假丝酵母属（Candida）产朊假丝酵母（Candida utilis）生产饲料酵母，其蛋白质和维生素含量都比啤酒酵母高。
可利用糖蜜，土豆淀粉废液生产人畜可食用蛋白质。
③毕赤酵母属（Pichia）产膜酵母，在液面形成白膜，是酿造物和酒类饮料的污染菌。
（五）其它微生物1.担子菌（basidiomycetes）即菇类（mushroom）担子菌资源的利用已经引起人们的重视。
可用于多糖及抗癌药物开发。
2. 藻类（alga）是分布极广的一类自养微生物资源，许多国家把它用作人类保健食品和饲料。
从蛋白质产率看，螺旋藻是大豆的 28倍，每公顷珊列藻所得蛋白质是小麦的20～35倍。
（六）噬菌体（phage）凡用细菌和放线菌为生长菌株的发酵工业，均存在噬菌体的危害问题。
噬菌体在自然界分布极为广泛。
其三大特点是：①体积比细菌小的多，可以通过细菌滤器。
②没有细胞结构，由核酸的蛋白质构成。
③营专性活物寄生，即只能在特异性寄主细胞中增殖。
烈性噬菌体——引起寄主细胞迅速裂解。
受感染的细菌称敏感性细菌。
温和噬菌体——随寄主细胞的繁殖而繁殖。
含温和噬菌体的细菌称溶原性细菌。
噬菌体危害以细菌和放线菌为生产菌株的发酵工业。
二、微生物工业对菌种的要求1.原料廉价，生长迅速，目的产物产量高。
2.易控制培养条件，发酵周期较短。
3.抗杂菌和噬菌体的能力强。
4.菌种遗传性能稳定，不易变异和退化，不产生任何有害的生物活性物质和毒素，保证安全生产。
第二节工业微生物菌种的选育在正常生理条件下，微生物依靠其代谢调节系统，趋向于快速生长和繁殖。
但发酵工业需要培养微生物使其积累大量的代谢产物。
所以要采取种种措施打破菌的正常代谢，积累所需要的代谢产物。
如青霉素的原始菌种产黄色素，经菌种选育，可使产生菌不再分泌黄色素。
土霉素产生菌产生大量泡沫，经诱变处理改变遗传特性可使泡沫减少，节省大量消泡剂。
菌种经诱变获得抗phage的特性。
菌种选育的目的是改良菌种的特性，使其符合工业生产的要求。
一、自然选育：从自然界分离获得菌种，根据菌种的自发突变进行筛选而获得菌种㈠从自然界分离获得菌种1.采样：取地面5～15 cm的土壤。
2.增殖培养：(富集培养enrichment) 提供有利于所需菌株生长而不利于其它菌型生长的条件，使所需菌株大量繁殖，从而有利于分离它们。
方法：（1）控制培养基的营养成分：如淀粉琼脂培养基用于丝状真菌增殖。
（2）控制培养条件：细菌，放线菌：pH7.0～7.5 35～37℃霉菌，酵母菌：pH 4.5～6.0 20～28℃（3）抑制不需要的菌类分离细菌：加入丙酸钠以抑制霉菌，酵母分离厌氧菌：焦性没食子酸与氢氧化钠反应除氧3.纯种分离（1）划线法：简单、快速。
（2）稀释法：在培养基上分离的菌落单一均匀，获得纯种的几率大，适合分离具有蔓延性的微生物。
固体培养基四区划法接种法步骤一接种针先以火焰灭菌法灭菌步骤二轻触营养平板上无菌的琼脂处冷却步骤三以接种针轻触菌落，使接种针上沾有细菌。
步骤四更换一个新的无菌营养平板步骤五将接种针上的细菌划于一个新的营养平板上。
此为第一菌区。
步骤六重复第一步骤，将接种针以火焰灭菌法灭菌，然后轻触琼脂无菌处冷却。
步骤七由第五步骤的第一区中划出第二区，如右上图。
步骤八重复第六以及第七步骤，由第七步骤的第二区中划出第三区，如右上图。
步骤九重复第六以及第七步骤，由第八步骤的第三区中划出第四区，划满剩下的空间。
完成后的营养平板，如右上图。
步骤十在营养平板上贴好标签，标示好接种日期、操作者姓名、菌种学名以及培养基名称。
固体培养基的稀释涂抹接种法【目的】用来分离单一菌落或用来估计样本中微生物的数目。
需要使用的仪器——震荡机吸取准备好欲稀释的菌液吸取充分均匀后的菌液取含有 9mL无菌水之试管，将试管口过火灭菌。
将菌液置入，此时试管须做记号为第一次稀释。
将试管于震荡机上，使菌液混合均匀取出试管中的第一次十倍稀释菌液1mL，加入另一个新的含9mL无菌水的试管中。
重复此步骤直至所需要的稀释浓度。
从最后稀释菌液中吸取 0.1mL菌液，置入准备好的无菌琼脂内。
将三角玻璃棒浸于酒精中将三角玻璃棒在火焰上燃烧（须注意勿使燃烧中的酒精滴入酒精瓶中，引起燃烧）使用玻璃棒将菌液均匀涂布开来，将培养皿置于恒温培养箱中隔天观察菌落数目，再依照稀释倍数推算出菌液浓度。
4.生产性能的测定：纯种分离后得到菌株数量大，不可能一一进行性能测试。
一般采用两步法：初筛，复筛。
从而获得较好菌株（野生型菌株）（区别于变异菌株）。
初筛：以量为主复筛：以质为主㈡从自发突变体中获得菌株微生物可遗传的特性发生变化称变异，又称突变，是微生物产生变种的根源，也是育种的基础。
自然突变是指在自然条件下出现的基因变化。
但自发突变的频率较低，往往不能符合工业生产的要求。
因此要利用诱变剂提高菌种的突变频率。
二、诱变育种用各种物理、化学的因素人工诱发基因突变。
是当前菌种选育的一种主要方法。
因为人工诱变能提高突变频率和扩大变异谱，速度快，方法简便。
但诱发突变随机性大，必须与大规模的筛选工作相配合。
所以诱变育种的主要环节是：（1）以合适的诱变剂处理细胞悬浮液——诱变（2）用合适的方法淘汰负效应变异株，选出性能优良的正变异株——筛选诱变剂：能够提高生物体突变频率的物质。
诱变剂：物理：紫外线，快中子化学：硫酸二乙酯，亚硝基胍1.诱变育种的程序选择出发菌株(parent strain)→制备菌悬液→前培养(添加嘌呤，嘧啶或酵母膏提高变异率)→诱变(物理诱变，化学诱变)→变异菌株的分离和筛选2.突变株的筛选：摇瓶筛选法：挑单菌落接斜面→接摇瓶→测生产能力琼脂块筛选法：打孔器取出培养，置鉴定平板测发酵产量。
①随机筛选：传统方法，但要耗费大量的人力物力。
近年来，随着遗传学，生物化学知识的积累，人们对于代谢途径，代谢调控机制了解得更多，所以筛选方法逐渐转向理化性筛选。
②理化性筛选：介绍初级代谢产物高产菌株的筛选。
根据代谢调控机理，氨基酸、核苷酸合成途径中普遍存在反馈阻遏和反馈抑制。
这对于生产菌本身是有意义的，可以避免合成过多的代谢物而造成的浪费。
但在工业中，需要生产菌产生大量的氨基酸，核苷酸等产物。
所以要打破微生物原有的反馈调节系统。
方法㈠降低终产物浓度a.筛选终产物营养缺陷型获得缺少第三个酶的突变株，需供给E才生长。
限量供给E，可打破反馈调节，产生大量C。
b.筛选细胞膜透性改变的突变株使终产物排出细胞，以降低细胞内终产物浓度，避免终产物反馈调节。
如：用谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）的生物素营养缺陷型（biotin deficiency）进行谷氨酸发酵。
生物素：是B族维生素的一种。
又称维生素H或辅酶R。
生物素是合成脂肪酸所必需的。
因为脂肪酸的生物合成是：利用糖代谢中间产物乙酰CoA（直接原料是丙二酸单酰CoA）在乙酰CoA 羧化酶（多酶复合体，辅基为生物素）催化下合成。
因此，脂肪酸是组成细胞膜类脂的必要成分。
该缺陷型在生物素处于限量的情况下，不利于脂肪酸的合成，因而使细胞膜的渗透性发生变化，有利于谷氨酸透过细胞膜分泌至体外的发酵液中。
如果使用油酸缺陷型菌株或甘油缺陷型菌株，即使在生物素过量的条件下，也可使谷氨酸在体外大量积累。
㈡筛选抗反馈突变菌株a.筛选结构类似物抗性突变株用代谢产物的结构类似物处理微生物细胞，可抑制或阻遏自身的合成酶类。
因此细胞由于缺少这种氨基酸不能生长或者死亡。
而那些对该结构类似物不敏感的突变株，仍可生长，从而可以筛选出该代谢物的抗反馈突变株。
b.利用回复突变筛选抗反馈突变菌株出发菌株经诱变处理，获得对产物敏感的营养缺陷型。
再将营养缺陷型进行第二次诱变处理得到恢复突变株。
筛选的目的不是要获得完全恢复原有状态的回复突变株，而是希望经过两次诱发突变所得的回复突变株不受产物的反馈抑制。
如：谷氨酸棒杆菌的肌苷酸脱氢酶的回复突变株对其终产物鸟苷酸的反馈调节不敏感，从而提高了鸟苷酸的产量。
第三节生产菌种的改良上述诱变育种可以获得高产菌株，缺点是工作量大，且带有相当的盲目性，不能达到定向育种的目的。
随着现代生物技术的发展，原生质体融合，DNA重组可以达到改良菌种的目的。
一、原生质体融合（protoplast fusion）原生质体：脱去细胞壁，只有细胞膜包裹的球状体。
1.标记菌株的筛选：要求两个亲株性能稳定，并带有遗传标记（营养缺陷型和抗药性）2.原生质体的制备：用适当的溶壁酶除去细胞壁，得到两种不同的原生质体3.原生质体的融合与再生：两个亲株的原生质体在高渗条件混合，在助融剂（融合剂）作用下融合，这是原生质体融合的先决条件。
然后是细胞壁再生，即恢复完整细胞并能生长分裂(必要条件)。
4.融合子的选择：融合后产生两种情况:真正的融合——产生杂合二倍体或单倍重组体暂时的融合——形成异核体所以要获得真正融合子，必须在融合子再生后，进行几代自然分离选择，才能确定。