第十一章 微生物基因组改组育种
微生物遗传与育种(09140)
《微生物遗传育种》课程（09140）教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：微生物遗传育种课程代码：09140学时与学分：76学时4学分（理论课52学时，实验课24学时）课程性质：专业选修课（必选）授课对象：生物工程专业二、课程教学目标与任务《微生物育种学》课程是为生物工程专业本科生开设的一门重要专业选修课，可在学生学习生物化学和微生物学之后选修该课程。
该课程主要教授微生物育种的理论基础、诱变育种、代谢控制育种、杂交育种、原生质体融合育种、基因工程育种的原理和方法。
通过本门课程的学习，学生可以掌握微生物育种的相关原理和具体方法，为从事生物工程领域的生产和科学研究打下基础。
三、学时安排课程内容与学时分配表章节内容课时第一章绪论 1第二章遗传物质的基础 2第三章基因突变 3第四章工业微生物育种诱变剂 4第五章工业微生物产生菌的分离筛选 6第六章工业微生物诱变育种 6第七章工业微生物代谢控制育种 6第八章工业微生物杂交育种 3第九章工业微生物原生质体育种和原生质体融合育种6第一〇章微生物基因组改组育种 3 第一一章基因工程育种 3 第一二章分子定向进化育种 3 第一三章高通量筛选技术 3 第一四章工业微生物菌种复壮与保 3 试验1 细菌的原生质体融合 6 试验2 乳酸菌筛选及抑菌作用研究 6 试验3 香菇杂交育种 6 试验4 细菌营养缺陷型筛选试验 6四、课程教学内容与基本要求第一章绪论教学目的：了解微生物育种在发酵工业中的地位，理解微生物育种的进展。
基本要求：通过教学，使学生了解本课程的研究对象和任务、微生物育种在发酵工业中的地位以及工业微生物育种的进展。
重点与难点：重点：微生物育种的进展。
难点：当前微生物育种的主要技术概览。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：第一节工业微生物育种在发酵工业中的地位一、微生物菌种二、微生物菌种的重要性三、微生物菌种特性四、菌种来源第二节工业微生物育种的进展一、自然选育二、诱变育种三、杂交育种四、代谢控制育种五、基因工程育种六、基因组改组（genome shuffling）七、分子定向进化（molecular directed evolution of enzyme）八、高通量筛选技术(High throughput screening,HTS)第二章遗传物质的基础教学目的：了解微生物遗传的基本知识，掌握微生物基因组的组织与结构。
基因组改组技术简介
原生质体灭活
为了防止未融合的原生质体再生，采用热灭活或者紫 外灭活的方法将原生质体杀死，保证只有融合后的融 合子能够再生。
影响原生质体灭活的因素
（1）原生质体的浓度 （2）灭活的温度 （3）紫外线的强度 （4）紫外照射的距离 （5）灭活时间
原生质体融合
制备好的二亲本原生质体可通过融合剂的作用进 行融合，融合剂有化学融合剂和物理融合剂。现在 普遍采用的是PEG（聚乙二醇）介导的化学融合法。
A-B-C-D-E-F-G
A-D-B-G-C-F-E
1998年，Stemmer 等又提出了genomeshuffling ( 全基因组改组),该种 方法首先选择一个原始亲株,通过经典的诱变育种方法获得多融合的直接亲株, 然后进行多亲株融合,使其全基因组进行随机 重组, 获得第一代融合株;再从中选择表型获得进一步提高的菌株作为 下一轮融合的直接亲本,依此类推进行多轮的多亲株融合, 最终从获得 的突变体库中筛选出性状被提升的目的菌株。
递推式融合的操作方法与原生质体融合技术基本 相同，首先要进行原生质体制备和灭活，随后是原 生生质体融合的因素 （1） PEG （2）无机离子 （3）温度 （4）亲株的亲缘关系 （5）原生质体的活性 （6）细胞浓度
原生质体再生
融合后的原生质体在加稳定剂的再生培养基上能重 新形成细胞壁，恢复正常的细胞形态，并能生长繁 殖，形成菌落。
影响原生质体再生的因素 （1）菌种本身特性 （2）原生质体制备条件 （3）再生培养基成分 （4）再生培养条件
微生物实验室 2012年7月27日
微生物育种方法比较
诱变：工作量大，效率低，不能定向育种。 基因工程育种：能实现定向育种，能生产外源蛋白；
但是由于次级代谢产物是由微生物细胞内的多酶体系 催化完成，多酶体系中的各个酶由分散或连锁的结构 基因编码，至今人们仍不能清除了解大多数次级代谢 产物合成基因的性质。因此目前对抗生素产生菌的基 因改造，绝大多数仍难以完成。 基因组改组：融合了前2种方法的优点。
基因组改组技术及其在微生物中的应用
文章编号：1671-9646 （2014） 02a-0062-04基因组改组技术及其在微生物中的应用罗情情，* 王明兹，陈必链，黄建忠（福建师范大学生命科学学院，工业微生物教育部工程研究中心，福建福州350108）摘要：控制和决定微生物细胞各种表型与性状的本质十分复杂，涉及遍布细胞基因组的众多基因或相关基因产物间的动态作用。
长期以来，微生物生产菌株大多通过自然选育或人工诱变逐代积累有益突变而来。
基因组改组技术是在DNA 分子（基因组）水平上模拟生物有性杂交过程，对微生物的全基因组进行随机组合与改良。
它是基于突变和重组基础上的育种新技术，建立在传统诱变育种基础上，结合多细胞融合技术，对诱变后的突变库进行多亲本基因组重组，从而使具有不同遗传位点有利突变的各亲本菌株将其优势基因汇集在一起，达到快速进化目标性状。
关键词：工业微生物；基因组改组；育种；功能基因组中图分类号： TQ920.1文献标志码：A doi：10.3969/jissn.1671-9646（X）.2014.02.020（Engine e ring Research Center of Industria l Micr o bio l og y，Ministry of Educ a tion，Co ll ege of Life Sc ienc es，Fujian Norm a lUniversity，Fuzhou，Fujian 350108，Chin a）Phenotypes and traits of the micr o bia l c e ll s are complex in natur e， which invo l ve many genes around the who l e ge nom e，as we ll as their products. Classic br ee ding，which improves target traits through cyc l es of mutation and se l e ction，accumulates beneficia l mutations in an inefficient way. Crossbreeding techniques based on hybridizing parents of higher a nim a l s and plants have succ essf ul l y met the diverse needs of the species. By reason of many va l uabl e microbes have no se xua l hybridization a bilit y，and genome shuffling t e chno l og y is in the simulation of se xua l hybridization process on the DNA m o l e cul a r l e ve l and random combination and improvement in the who l e-g e nom e.It is a nove l breeding t e chno l og y based on the basis of the tr a ditiona l mutation breeding and combined with protoplast fusion t e chno l og y：f ir st l y，introduced of a mut a tion procedure as c l a ssic a l breeding technique to produce a mutation l ibr a ry composed of different mut a nt s；then，shuff l e d and rearranged the mutants genome to accumulate useful diversity by mut i-pa r e nt s protoplast fusion of these mutants to r a pidlye vo l ve the target tr a it s.industria l micr o be s；genome shuff l ing；strain impr o vem e nt；functiona l ge nom e微生物能够产生化学合成方法难以合成或完全不能合成的天然化合物，是各种化合物的库源和生产工厂[1]。
微生物遗传育种课件,基因突变
基因突变可以增强微生物对恶劣环境条件或抗生素的耐受性。
基因突变在微生物遗传育种中的应用
产物优化
通过基因突变和筛选，可以优 化微生物产物的产量、质量和 稳定性。
药物开发
基因突变在微生物药物开发中 起到关键作用，提高药物的疗 效和稳定性。
环保应用
通过基因突变培养环境友好型 微生物，可以有效降解污染物 和提高废物利用率。
微生物遗传育种可以使用不同 的基因编辑技术，如CRISPRCas9，精确地修改微生物基因 组。
选择和筛选
遗传变异后，通过选择和筛选 优良的表型，可以获得带有所 需性状的微生物菌株。
基因突变定义与分类
点突变
点突变是指某个基因中发生了单个碱基改变 导致氨基酸序列发生变化。
缺失突变
缺失突变是指基因序列中的一部分碱基被删 除，导致氨基酸序列发生改变或缺失。
插入突变
插入突变是指在域。
倒位突变
倒位突变是指基因序列中的一部分碱基的顺 序被颠倒，导致氨基酸序列发生反向改变。
基因突变对微生物的影响
1 影响生长特性
基因突变可以改变微生物的生长速度、温度适应性和产物合成能力。
2 影响代谢途径
基因突变可以调节微生物的代谢途径，增加产物产量或改变产物种类。
常见的微生物遗传育种方法
自然选择
通过观察和选择微生物菌株的适应性变异来进行育种。
诱变育种
通过使用化学物质或辐射等方式诱发突变来获取所需性状。
重组DNA技术
使用重组DNA技术将外源基因导入微生物菌株中，实现目标基因的表达和功能。
微生物遗传育种的前景和意义
1 创新新材料
微生物遗传育种为开发新材料如生物塑料、生物燃料等提供了广阔的创新空间。
微生物基因重组 PPT课件
3 Genome shuffling技术改组酵母菌
4 Genome shuffling技术改组霉菌
1 Genome shuffling技术改组细菌
在乳酸发酵生产中，乳酸菌同时具有底物抑制和 产物抑制的发酵特征，因此通过提高乳酸菌的耐 糖性和耐酸性，进而提高乳酸产量是乳酸生产中 的一个重要研究方向
无需菌种背景知识比传统诱变选育更快速有效191比传统诱变选育更快速有效传统诱变通常是将每一轮产生的突变体库中筛选出的最优的1株菌作为下一轮诱变的出发菌株而genomeshuffling则是将一次诱变获得的若干正性突变株共同作为出发菌株经过递推式的多轮融合实现较大范围内的基因重组效率更快更高并可以基本避免诱变选育中因多次诱变导致的钝化反应和饱和现象在一定程度上克服了诱变选育存在的缺点20212能提高子代菌株的遗传多样性基因组改组技术源于原生质体融合技术但两者最大区别在于基因组改组技术使用多亲本而非双亲本并且进行多轮递推式融合能产生各种各样的突变组合这将大大增加子代筛选群体内遗传多样性从而提高了获得优良性状的菌株的几率
四、特点及其应用
（4）无须对菌种遗传背景十分清楚，有效地 对由“多基因”调控的性状进行改良。
四、特点及其应用
Genome shuffling技术在工业微生物菌种选育中的应用
1 Genome shuffling技术改组细菌
2 Genome shuffling技术改组放线菌
目前，Genome shuffling技术在细菌、 放线菌、酵母菌和霉 菌等多种类的工业微 生物中都有应用的实 例，且呈现出日益增
优的1株菌作为下一轮诱变的出发菌株，而Genomeshuffling则是将一次诱变获得的若干正性突变株共同作为出发 菌株，经过递推式的多轮融合实现较大范围内的基因重组， 效率更快更高，并可以基本避免诱变选育中因多次诱变导 致的“钝化”反应和“饱和现象”，在一定程度上克服了 诱变选育存在的缺点
微生物的遗传变异与育种优秀课件
❖ 选用TMV和霍氏车前花叶病毒（HRV），分别 拆分取得各自的RNA和蛋白质，将两种RNA分 别与对方的蛋白质外壳重建形成两种杂合病毒：
活R菌
❖①加S菌DNA ❖②加S菌DNA及DNA酶以
外的酶 ❖③加S菌的DNA和DNA酶 ❖④加S菌的RNA ❖⑤加S菌的蛋白质 ❖⑥加S菌的荚膜多糖
长出S菌 只有R菌
只有S型细菌的DNA才能将S. Pneumoniae的R型转 化为S型。且DNA纯度越高，转化效率也越高。说 明S型菌株转移给R型菌株的，是遗传因子。
1928年，Griffith进行了以下几组实验： （1）动物实验
对小鼠注射活R菌或死S菌 ————小鼠存活 对小鼠注射活S菌————————小鼠死亡 对小鼠注射活R菌和热死S菌 ———小鼠死亡
抽取心血分离活的S菌
（2）细菌培养实验 热死S菌—————不生长 活R 菌—————长出R菌 热死S菌+活R 菌—————长出大量R菌和10-6S菌
遗传与变异的概念
❖ 遗传型（genotype）：一个生物体所含有的基 因的总和。
❖ 表型（phenotype）：一个生物体所具有的一切 外表特征和内在特性的总和。
❖ 饰变（modification）：指生物体由于非遗传因 素引起的表型改变，变化发生在转录、转译水 平，特点是几乎整个群体中的每一个个体都发 生同样的变化，性状变化的幅度小，不遗传， 引起饰变的因素消失后，表型即可恢复。
❖ 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。
微生物基因工程育种
微生物基因工程育种微生物基因工育种是通过对微生物的基因进行改造和调控，以达到改良微生物性状、提高微生物产量或开发新的功能微生物的目的。
下面是微生物基因工程育种的一般步骤：1. 目标设定：- 确定所需改良的微生物性状，如产量、抗性、代谢途径等。
- 设定预期目标并制定相应的策略。
2. 基因库构建：- 通过采集、分离和培养不同来源的微生物，获取丰富的基因资源。
- 将这些基因片段或整个基因组构建成基因库，用于后续的基因工程操作。
3. 基因选择和克隆：- 从基因库中筛选出与目标性状相关的基因。
- 进行基因克隆，将目标基因插入适当的载体中，例如质粒或病毒。
4. 基因转化：- 将经过克隆的目标基因导入到目标微生物中。
- 可以通过多种方法进行基因转化，如电转化、化学转化、高速颗粒轰击法等。
5. 基因调控和表达优化：- 对导入目标微生物的基因进行调控，使其在适当的条件下高效表达。
- 可通过引入启动子、终止子、增强子等元件来调控基因的表达水平。
6. 选择与筛选：- 利用筛选标记或筛选方法，对转化后的微生物进行筛选和鉴定。
- 筛选出具有目标性状的微生物株系，并进行进一步的评估和优化。
7. 验证和应用：- 对获得的改良微生物进行性状鉴定和功能验证。
- 如需应用于工业生产、农业等领域，可以进行中试和大规模生产验证，确保其在实际应用中的稳定性和可行性。
需要注意的是，在进行微生物基因工程育种时，需要遵循相关生物安全规范和伦理法规，确保操作的安全性和合规性。
此外，对于涉及到大规模应用的改良微生物，还需要考虑环境风险评估和监管等问题，以确保其对环境和人类的影响最小化。
高中生物基因育种知识点
高中生物基因育种知识点基因育种是现代生物学中的一个重要领域，它涉及到利用基因技术来改良作物、动物和其他生物的遗传特性，以提高产量、抗病性、适应性等。
以下是高中生物中关于基因育种的一些关键知识点：1. 基因的概念：基因是遗传信息的基本单位，存在于DNA分子上，控制生物体的各种性状。
2. 基因的组成：基因由四种核苷酸（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶）组成，这些核苷酸按照特定的顺序排列，形成基因的编码序列。
3. 基因表达：基因通过转录和翻译过程，指导蛋白质的合成，从而影响生物体的性状。
4. 基因突变：基因序列的改变称为突变，突变可以是自然发生的，也可以是人为诱导的。
突变可能导致生物性状的改变。
5. 基因重组：通过自然或人为的方式，将不同来源的基因组合在一起，形成新的遗传组合。
6. 基因工程：利用分子生物学技术，对生物体的基因进行直接操作，包括基因的剪切、拼接、插入等。
7. 转基因技术：将外源基因导入到生物体中，使其表达并赋予生物体新的性状或功能。
8. 基因编辑技术：如CRISPR-Cas9系统，可以精确地在基因组中添加、删除或替换特定的DNA序列。
9. 基因育种的应用：- 作物改良：提高作物的产量、抗病虫害能力、抗逆境能力等。
- 动物改良：提高动物的生产性能、改善肉质、增强抗病性等。
- 医学应用：通过基因治疗技术治疗遗传性疾病。
10. 基因育种的伦理问题：基因育种技术的发展也引发了一些伦理问题，如基因隐私、基因歧视等。
11. 基因育种的安全性问题：转基因生物的安全性问题一直是公众关注的焦点，包括对环境的影响、对非目标生物的影响等。
12. 基因育种的法规和标准：各国对基因育种有不同的法规和标准，以确保技术的安全和合理应用。
通过了解这些知识点，学生可以对基因育种有一个全面的认识，理解其在现代农业和生物技术中的重要性和潜在影响。
微生物遗传育种知识点汇总
微生物遗传育种知识点汇总1.微生物基因组学：微生物基因组学是研究微生物基因组结构、功能和表达的学科。
通过对微生物基因组的测序、比较分析和功能注释，可以了解微生物的遗传特性和功能。
2.微生物突变：微生物突变是指微生物在自然环境或实验室中发生的基因突变。
突变可以是基因变异、插入突变、缺失突变等，这些突变可能会导致微生物表型的变化。
3.微生物选择：微生物选择是通过对微生物的生长条件进行调控，选择出具有其中一种特定性状的菌株。
例如，可以通过对耐盐性的选择培养基进行培养，选择出具有耐盐性的微生物菌株。
5.基因工程微生物：基因工程微生物是指经过人工改造的微生物，具有特定基因表达或基因功能改变的能力。
基因工程微生物可用于生产重要医药、酶类、化学品等。
6.自然变异与人工选择：微生物在自然环境中会发生一定程度的自然变异，这些变异可以通过人工选择进行进一步改良。
例如，选择耐药性菌株进行生产抗生素。
7.反向遗传学：反向遗传学是指通过与传统遗传学相反的方式研究生物体的遗传特性。
利用反向遗传学可以探索微生物基因的功能和作用。
9.高通量筛选技术：高通量筛选技术是指通过自动化设备对大量微生物进行快速筛选和分析的技术。
这些技术可以大大提高筛选效率和准确性，用于微生物遗传育种中。
10.代谢工程：代谢工程是指通过改造微生物的代谢路径和基因表达调控来提高目标产物的产量和选择性。
代谢工程可通过基因工程、突变、选择和培养条件优化等手段实现。
11.微生物系统发育学：微生物系统发育学是研究微生物演化和亲缘关系的学科。
通过比较分析微生物基因组，确定其进化关系和分类地位。
以上是微生物遗传育种的一些基本知识点汇总。
微生物遗传育种是一个综合性学科，涉及到多个学科的知识和技术，对于改良微生物品种和开发新的微生物应用具有重要意义。
(推荐)《微生物基因组学》PPT课件
关于基因组学的范畴
• 随着基因组和基因组学这两个术语变得流行起来，一系列 新的术语也)的名称，而被研究的对象则被称为“ …… 组”(-ome)。例如蛋白质组和蛋白质组学。
• 一个蛋白质组（proteome)表示某个时刻在一个细胞或生 物体中全部的蛋白质组成。其它类似的词还有转录组、代 谢组、糖组和变异组。这些新兴的领域能否归到“基因组 学”之下，尚有较大的争议。
在代谢中的可能作用分析； ➢ 通过分析相关基因活性帮助建立细胞中完整的代
谢网络； ➢ 疾病诊断与预测；疫苗与药物的开发； ➢ 基因进化、乃至物种进化的分析
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二、从DNA双螺旋到微生物基因组
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基因组学发展的历史
• 基因组时代的奠基石： ➢ DNA双螺旋结构的提出 ➢Sanger双脱氧末端终止法测序 和DNA自动测序仪的发明 ➢PCR技术 ➢生物信息学软硬件设施的发展 ➢……
• 1987年，Victor Mckusick 和 Frank Ruddle 一起创 办了“genomics”杂志，这是第一次“genomics” 这个词在科学界得到广泛的应用。
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• 基因组学领域包括DNA测序、在物种内进行基因组多 样性的采集以及基因转录调控的研究，即基因组学覆 盖了从DNA序列分析到研究生物体对环境干扰的响应 这样比较广的范围。
微生物基因组学
•主讲教师: 李林 博士/副教授
•Phone: 87286952 •Email: lilin@
1
教学内容
第一部分 微生物基因组学的发展历史和意义
1、基因组和基因组学的定义； 2、从DNA双螺旋到微生物基因组； 3、微生物基因组计划概况和重要意义； 4、几种重要微生物基因组的测序； 5、微生物基因组学网络资源介绍。
微生物chapt1-10
Avery实验1944 SⅢ型活菌 → 提取蛋白质 + RⅡ活菌 → 无SⅢ活菌 类脂 + RⅡ活菌 → 无SⅢ活菌 多糖 + RⅡ活菌 → 无SⅢ活菌 RNA + RⅡ活菌 → 无SⅢ活菌 DNA +RⅡ活菌 → 有SⅢ活菌 SⅢ DNA → 蛋白酶处理 → 具转化能力 SⅢ DNA → DNase处理→无转化能力 结论：转化因子的化学本质为DNA。
• 着丝粒:着色较浅且狭窄的部位，又叫初缢痕。 其将染色体分两部分，叫染色体的臂。
等臂染色体：着丝粒在中央或近中央，两臂长 度相等。
非等臂染色体：着丝粒偏离中央。
臂比：长臂与短臂之比。
据臂比的不同把染色体分为
中央着丝粒染色体（M, m）：臂比1.0～1.7； 近中央着丝粒染色体（sm）：臂比1.7～3.0； 近端着丝粒染色体（st）： 臂比3.0～7.0； 顶端着丝粒染色体（t,T）：臂比﹥7.0（人类 没有）。
其功能主要是参与染色体构建、启动基因复 制、选择性调控基因转录，并且染色质的多种运 动——如向核膜移动、向核仁移动、染色体的浓缩 和它们的有丝分裂与减数分裂运动等，多少都与某 些非组蛋白（收缩蛋白）有关。
4）染色体的结构
分子生物学和生物化学研究表明，染色体基本结构单位为核 小体，核小体连接成染色质丝，经卷曲形成螺线管solenoid， （中期）后者进一步卷曲成超粗纤维，再进一步浓缩即为染 色体。高度浓缩的染色体长度只有DNA双螺旋的1/万左右。
数
（Da）
215
23,000
129
13,960
125
13,775
135
15,340
102
11,280
❖ 非组蛋白Nonhistons ：细胞核中除组蛋白外的其 他蛋白，大多是酸性的。
微生物菌种的选育和保藏--基因重组育种、原生质体融合育种、基因工程
五、基因重组育种
3 原核微生物的基因重组--转导 ➢ 普遍转导---流产普遍转导：✔受体菌经转导获得的供体DNA片段在受体菌中不发生配对、 交换和整合，也不迅速消失，而只是进行转录和转译（性状表达）； ✔现象：发生流产转导的细胞在其进行细胞分裂后， 只能将外源DNA分配给一个子细胞，表型上表现出轻微的供体菌特征，每分裂一次就受到 一次稀释。
微生物学基础
单元八 微生物菌种的 选育和保藏
项目一 微生物菌种的选育
五、基因重组育种
１ 基因重组( gene recombination)概述 ➢ 基因重组概念：✔凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起,经过遗传分子间的重 新组合，形成新遗传型个体的方式；也称遗传重组； ✔与杂交区别：杂交是细胞水平上的概念，必然包含着重组，但重 组则 不限于杂交这一种形式； ➢ 基因重组包括:
五、基因重组育种
3 原核微生物的基因重组--转导 ➢ 转导概念：以缺陷噬菌体为媒介，将供体细胞的DNA片段携带到受体细胞中，通过交换 与整合，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象，称为转导。获得新 遗传 性状的受体细胞，称转导子；
➢ 转导的种类：
➢ 普遍转导：通过完全缺陷噬菌体对供体菌任何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；
五、基因重组育种
3 原核微生物的基因重组--转导 ➢ 局限转导：✔通过部分缺陷温和噬菌体把供体菌的少数特定基因 携带到受体菌中，并 获得表达的转导现象； ✔特点一：噬菌体对供体菌和受体菌都是温和噬 菌体； ✔特点二：只能转导供体菌的个别特定基因（一 般为噬菌体整合位点两侧的基因）；该特定基因由部分缺陷噬菌体 携带； ✔特点三：缺陷噬菌体使由于其在形成过程中所 发生的低频率（约10–5）“误切”，或由于双重溶源菌的裂解而形 成（约形成50%缺陷噬菌体）； 双重溶源菌：同时感染有正常噬菌体和缺陷噬菌体的受 体菌。
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第十一章 微生物基因组改组育种
第一节 微生物基因组改组育种的意义和原理
一、基因组改组育种概述
基因组改组就是将基因重组模式用于快速改造生物 系统，在微生物全基因组改造应用。 基因组改组是传统育种方式和改组相结合，从而产 生复杂子代组合库，快速选育微生物的方法。 采用基因组改组技术，产生的新组合扩大了种群的遗 传多样性，提高了种群内个体的作用。
基因组改组时一种多亲本递推式融合，具有两个 特点：
1. 多亲融合，即参与融合的是多个带有不同遗传性状 的亲本，一般采用4-11个亲本； 2. 递推式，融合重组后代可重复进行第二轮、第三轮， 甚至更多融合。
第二节 基因组改组育种技术的应用实例
一、基因组改组育种技术
高通量自动化筛选，实现快速、准确、微量。
二、基因组改组育种技术基本原理
基因组改组技术的基本原理就是将诱变育种和原生 质体融合育种相结合。首先对出发菌株进行人工诱变， 选择目标性状超过出发菌株的正突变体，构成有一个由 各种变异体组成的突变体库。接着把突变体库中的这些 正向变异菌株制备成原生质体，按等比例混合后，进行 多亲本原生质体融合，让这些突变体随机融合后，在全 基因组交换重组，然后从中筛选出性状优化的重组体， 构成重组体哭，这样就完成了一轮基因组改组。
二、基因组改组育种技术的应用实例
1. 提高目的代谢产物的产量
如泰乐菌素产生菌弗氏链霉菌，经过20年时间20多轮， 从100万个突变株中分离得到高产菌株。
2. 优化微生物发酵特性
如提高乳酸菌的耐酸性
3. 改造微生物代谢途径 如降解杀虫剂五氯苯酚的降解菌，耐受浓度提高10倍。 4. 场革命”。