工业微生物育种学10精品PPT课件
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工业微生物育种学10
对氨基苯甲酸 维生素B6 生物素 维生素B12
生长组合和生长因子对应表
组
一 二 1 2
组合的生长因子
2 6 3 7 4 8 5 9
生长组合
一 二
缺陷生长因子
1 6
三
四
3
4
7
8
10
11
11
13
12
14
三
四
10
13
五
5
9
12
14
15
五
一与二 一与三
15
2 3
一与四
一与五 二与三 二与四 二与五 三与四 三与五
胱氨酸
酪氨酸 谷氨酸
亮氨酸 异亮氨酸
色氨酸 组氨酸
脯氨酸 天冬氨酸
4
5 6
丙氨酸
鸟氨酸
胱氨酸
亮氨酸
酪氨酸
色氨酸 组氨酸
谷氨酸
脯氨酸 天冬氨酸
甘氨酸
丝氨酸
甘氨酸 谷氨酰胺 丝氨酸 谷氨酰胺
胍氨酸 异亮氨酸
氨基酸营养缺陷型测定
生长组合和氨基酸缺陷对应表
组 一 二 三 四 五 六 1 2 3 4 5 6 组合的生长因子 7 7 8 9 10 11 8 12 12 13 14 15 9 13 16 16 17 10 14 17 19 11 15 18 21 生长组合 一 二 三 四 五 六 缺陷氨 基酸 1 2 3 4 5 6 生长组合 二与三 二与四 二与五 二与六 三与四 三与五 缺陷氨 基酸 12 13 14 15 16 17
胍氨酸 异亮氨酸
维生素组合表
组合
1 2 3 4 5 维生素A 维生素C 叶酸
维生素名称
维生素B1 维生素B2 维生素B6 维生素B12 维生素B1 维生素B2 维生素D 维生素E 维生素D 维生素E 烟酰胺 胆碱 胆碱 泛酸钙 烟酰胺 泛酸钙 肌醇 肌醇
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
发酵工程工业微生物的菌种选育(精选优秀)PPT
几种选育方法
一 自然选育 二 诱变育种 三 杂交育种 四 分子育种
经验育种
主要通过突变和筛选 来获得优良菌株
定向育种
主要通过DNA重组来 获得优良菌株
第一节 自 然 选 育
一、目前生产用菌种的特点： 1.多为人工诱变而来。 2.代谢调控系统失控。 3.生活力比野生菌株弱。 4.容易发生变异（自然变异）。 5.需要经常进行自然选育。
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一 诱变成功的影响因素
1、出发菌株的选择 1）出发菌株要有一定的目标产物的生产能力 2）生长繁殖快、营养要求低、产孢子多且早，对诱变剂敏 感 3）出发菌株的产量、形态、生理情况
可选择已经过诱变处理的菌株，这样的菌株对诱变剂的 敏感性相对高
2、诱变剂的使用方法
1）单一诱变处理：对野生菌株有效 2）复合诱变处理：包括同一诱变剂多次处理，两种以 上诱变剂先后分别处理和两种以上诱变剂同时或多次处 理。
• ④ 退化菌种的复壮： 如果发现 菌种的生产性能下降，就要设法使它 恢复，这便是菌种复壮工作的任务。
一、工业微生物的菌种选育的原因
1 天然菌种生产能力低 2 生长繁殖过快
二、菌种选育的目的：改良菌种的特性，使其符合工
业生产的要求
三、菌种选育内容
根据自然变异或人工诱变形成新的杂种，再按照工业 生产的要求筛选新的变种
1.异核现象—导致菌种这一微生物群体发生变异
相邻菌丝细胞吻合
异核体
孢子遗传特性和 生长速度不同
菌种遗传特性发生改变
2.自发形成具有不同基因型的 个体
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回复突变（reverse mutation)：突变体经过 第二次突变又完全或部分地恢复为原来的基因 型或表型。
工业微生物育种学PPT课件
代谢流量调控
通过调节代谢流量，改变代谢产物的合成途 径和合成量，从而获得具有新性状的工程菌。
组合育种与高通量筛选
组合育种
将不同的育种方法进行组合，综合利用各种 方法的优势，提高育种效率和成功率。
高通量筛选
利用高通量筛选技术，快速、高效地对大量 菌株进行筛选，寻找具有优良性状的菌株。
04
工业微生物育种实践与应 用
05
工业微生物育种面临的挑 战与未来发展
基因编辑技术的伦理与法规问题
伦理问题
基因编辑技术对人类基因的干预引发了关于人类尊严 、生命伦理等方面的争议。在工业微生物育种中，应 充分考虑伦理原则，尊重生命、维护人类尊严。
法规问题
随着基因编辑技术的不断发展，各国政府正在制定相关 法律法规，以规范技术的合理应用。在工业微生物育种 中，应遵守相关法规，确保技术的合法性和安全性。
提高产率与生产效率
总结词
通过育种手段优化微生物的代谢途径，提高目标产物 的合成效率。
详细描述
工业微生物育种学通过基因工程技术对微生物进行改 造，优化其代谢途径，提高目标产物的合成效率，从 而提高整个生产过程的产率与生产效率。
降低生产成本与资源利用
要点一
总结词
降低生产成本，提高资源利用率，实现可持续发展。
特点
工业微生物育种学具有高度的应用性和实践性，强调对微生物的遗传特性和代 谢机制的深入理解，通过定向改造和优化微生物，实现工业生产的可持续发展 和高效性。
重要性及应用领域
重要性
随着生物技术的迅猛发展，工业微生物育种学在提高工业生产效率、降低成本、减少环境污染等方面发挥着越来 越重要的作用。通过对微生物的遗传改良，可以突破传统育种方法的限制，实现高效、精准的工业生产。
《工业微生物》课件
温度、pH值、氧气、营养物质等。
工业微生物的培养基与培养条件
01
02
03
培养基类型
液体培养基、固体培养基 、半固体培养基。
培养条件
温度、pH值、氧气、压力 等。
培养方式
静置培养、振荡培养、深 层培养等。
工业微生物的分离与筛选
分离方法
稀释分离法、划线分离法、涂布分离法等。
筛选目的
高产菌株的筛选、抗逆性菌株的筛选等。
《工业微生物》课件
contents
目录
• 工业微生物概述 • 工业微生物的特性与培养 • 工业微生物的代谢与发酵 • 工业微生物的应用实例 • 工业微生物的未来发展与挑战
01
工业微生物概述
定义与分类
定义
工业微生物是指在工业生产中应 用的微生物，包括各种细菌、放 线菌、酵母菌和霉菌等。
分类
根据工业生产需求和应用领域， 工业微生物可分为发酵微生物、 酶制剂微生物、生物农药微生物 、生物肥料微生物等。
酶制剂是指通过生物工程技术生产的酶制品， 广泛应用于食品、医药、化工等领域。
酶制剂的生产工艺包括菌种选育、酶的分离纯化 、酶的固定化等步骤，其中菌种选育和酶的分离 纯化是关键环节。
氨基酸的生产
01
氨基酸是构成蛋白质的基本单位，具有多种生理功能，广泛应用于食 品、医药、化工等领域。
02
氨基酸的生产原理是利用微生物的代谢途径和酶促反应，将原料转化 为所需的氨基酸。
酒精发酵的效率取决于菌种性能、发 酵条件和工艺控制等因素，提高酒精 发酵效率是工业微生物研究的重点之 一。
乳酸发酵
乳酸发酵是指乳酸菌将糖类物 质转化为乳酸的过程，广泛应 用于食品、饮料、化工等领域
。
工业微生物的培养基与培养条件
01
02
03
培养基类型
液体培养基、固体培养基 、半固体培养基。
培养条件
温度、pH值、氧气、压力 等。
培养方式
静置培养、振荡培养、深 层培养等。
工业微生物的分离与筛选
分离方法
稀释分离法、划线分离法、涂布分离法等。
筛选目的
高产菌株的筛选、抗逆性菌株的筛选等。
《工业微生物》课件
contents
目录
• 工业微生物概述 • 工业微生物的特性与培养 • 工业微生物的代谢与发酵 • 工业微生物的应用实例 • 工业微生物的未来发展与挑战
01
工业微生物概述
定义与分类
定义
工业微生物是指在工业生产中应 用的微生物，包括各种细菌、放 线菌、酵母菌和霉菌等。
分类
根据工业生产需求和应用领域， 工业微生物可分为发酵微生物、 酶制剂微生物、生物农药微生物 、生物肥料微生物等。
酶制剂是指通过生物工程技术生产的酶制品， 广泛应用于食品、医药、化工等领域。
酶制剂的生产工艺包括菌种选育、酶的分离纯化 、酶的固定化等步骤，其中菌种选育和酶的分离 纯化是关键环节。
氨基酸的生产
01
氨基酸是构成蛋白质的基本单位，具有多种生理功能，广泛应用于食 品、医药、化工等领域。
02
氨基酸的生产原理是利用微生物的代谢途径和酶促反应，将原料转化 为所需的氨基酸。
酒精发酵的效率取决于菌种性能、发 酵条件和工艺控制等因素，提高酒精 发酵效率是工业微生物研究的重点之 一。
乳酸发酵
乳酸发酵是指乳酸菌将糖类物 质转化为乳酸的过程，广泛应 用于食品、饮料、化工等领域
。
工业微生物基因育种
基因工程（genetic engineering）
也叫基因操作、遗传工程，或重组体DNA技 术。一般说来所谓的基因工程是指在体外将核酸分 子插入病毒、质粒或其它载体分子，构成遗传物质 的新组合，并使之参入到原先没有这类分子的寄主 细胞中内，而能持续稳定的繁殖。
技术基础
✓ 20世纪60年代末70年代初，限制性内切酶和DNA连接 酶等的发现，使DNA分子进行体外切割和连接成为可 能。
有些病毒的基因定位在RNA上，但这些病毒 RNA可以通过反转录产生CDNA，并不影响不 同基因的重组互换。
✓ 基因是可以切割的
基因在染色体上的存在形式是 直线排列。大多数基因彼此之间 存在这间隔，少数基因是重叠排 列的。
✓ 基因是可以转移的
生物体内有的基因是可以在染色 体上移动的，甚至可以在不同的染 色体上跳跃，插入到靶DNA分子中 。基因在转移的过程中就完成了基 因间的重组。（转座子、反转座子 ）
第五章 工业微生物基因育种
王陶 2012年2月
目的与要求
了解和掌握基因工程育种的原理与方法； 了解基因工程的主要载体与基因定位诱变的
原理与方法。
教学重点：质粒的特性与基因工程操作原理 教学难点：基因定位诱变的原理
教学内容
1、概述 基因工程在微生物育种中的地位和作用，原理 2、基因工程载体 几种常见的载体 3、基因工程所用的酶 限制性内切酶，核酸酶，连接酶，聚合酶等 4、基因工程的主要步骤 5、基因定位诱变
✓ 多肽与基因之间存在对应关系
现在普遍认为，一种多肽就有一 种相对应的基因。因此，基因的转 移或重组可以根据其表达产物多肽 的性质来检查。
✓ 多肽与基因之间存在对应关系
现在普遍认为，一种多肽就有一 种相对应的基因。因此，基因的转 移或重组可以根据其表达产物多肽 的性质来检查。
工业微生物种子的扩大培养 教学PPT课件
● 固体培养基培养孢子 ● 液体培养法
2）生产车间种子制备
⑴ 种子罐级数的确定
种子扩大的级数：制备种子需逐级扩大培养的次数
级数愈少，愈利于简化工艺及控制，并可减少种子罐污染杂菌的机会， 减少消毒及值班工作量，减少因种子罐生长异常而造成的发酵波动。
种子质量的判断方法
❖通常检测的培养液中参数
➢ pH是否在种子要求的范围之内 ➢ 糖、氨基氮、磷酸盐的含量 ➢ 菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观 ➢ 有无杂菌污染
●种子液生化分析项目主要有：营养基质的消 ●耗速度、pH变化、溶氧变化、色泽和气味等
2.影响种子质量的因素
接种量
染菌控制
影响种子质量 的因素
种龄
培养基 培养条件
培养基：
主要是碳源、氮源、无机盐、生长素和水等。
糖份少而氮源多些(菌体增殖为主要目的) 。
与发酵培养基的主要成分相近
*培养温度和湿度：
● 菌体总量适宜 ● 种子生命力旺盛，能缩短延长期，生产性能及生理状态稳定 ● 无杂菌和噬菌体的污染
2.种子制备的过程
●大致可分为：
●实验室种子制备阶段 ●生产车间种子制备阶段
2.种子制备的过程
●种子制备的过程大致可分为： 实验室种子制备阶段 生产车间种子制备阶段
1）实验室种子的制备
● 一般采用两种方式
温度过低，菌种生长发育缓慢 ❖ 温度过高会使菌丝过早自溶 湿度低，孢子生长快； ❖ 湿度大，孢子生长慢
pH：
选择最适种子培养pH的原则是获得最大比生长速率和适 当的菌量
❖ 培养最后一级种子的培养基的pH应接近于发酵培养基的 pH，以便种子能尽快适应新的环境
通风和搅拌：
溶解氧的作用：参与菌体呼吸作用
2）生产车间种子制备
⑴ 种子罐级数的确定
种子扩大的级数：制备种子需逐级扩大培养的次数
级数愈少，愈利于简化工艺及控制，并可减少种子罐污染杂菌的机会， 减少消毒及值班工作量，减少因种子罐生长异常而造成的发酵波动。
种子质量的判断方法
❖通常检测的培养液中参数
➢ pH是否在种子要求的范围之内 ➢ 糖、氨基氮、磷酸盐的含量 ➢ 菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观 ➢ 有无杂菌污染
●种子液生化分析项目主要有：营养基质的消 ●耗速度、pH变化、溶氧变化、色泽和气味等
2.影响种子质量的因素
接种量
染菌控制
影响种子质量 的因素
种龄
培养基 培养条件
培养基：
主要是碳源、氮源、无机盐、生长素和水等。
糖份少而氮源多些(菌体增殖为主要目的) 。
与发酵培养基的主要成分相近
*培养温度和湿度：
● 菌体总量适宜 ● 种子生命力旺盛，能缩短延长期，生产性能及生理状态稳定 ● 无杂菌和噬菌体的污染
2.种子制备的过程
●大致可分为：
●实验室种子制备阶段 ●生产车间种子制备阶段
2.种子制备的过程
●种子制备的过程大致可分为： 实验室种子制备阶段 生产车间种子制备阶段
1）实验室种子的制备
● 一般采用两种方式
温度过低，菌种生长发育缓慢 ❖ 温度过高会使菌丝过早自溶 湿度低，孢子生长快； ❖ 湿度大，孢子生长慢
pH：
选择最适种子培养pH的原则是获得最大比生长速率和适 当的菌量
❖ 培养最后一级种子的培养基的pH应接近于发酵培养基的 pH，以便种子能尽快适应新的环境
通风和搅拌：
溶解氧的作用：参与菌体呼吸作用
工业微生物诱变育种PPT课件共37页
工业微生物诱变育种PPT课件
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
5.2 营养缺陷型突变株的应用
工业微生物育种中，用于积累代谢中间产物 作为杂交、重组育种的遗传标记 用于微生物代谢途径研究 在转化、转导、原生质体融合、质粒和转座子研
究中用作标记菌株
6 温度敏感突变株的筛选P184
温度敏感突变株（temperature-sensitive mutant, TS突变体）： 突变株在一定温度范围内（许可温度）正常生长，其表型 和野生型没有区别，但超出这一温度范围（非许可温度）， 则不能生长或生长微弱甚至死亡（条件致死）或某些代谢 停止或减弱。
5. 1.2 淘汰野生型菌株 方法1：抗生素法
细菌：
用加有青霉素的基本培养基分离培养诱变处理后的 菌体，野生型菌株因为繁殖产生的子细胞不能合成正 常细胞壁而死亡，而对不能繁殖的营养缺陷型细胞因 为在基本培养基中不能繁殖而得以保留
具体方法和步骤见P176
5. 1.2 淘汰野生型菌株 方法1：抗生素法
TS突变主要是由必需基因发生突变，致使该基因在一定温 度条件下无法正常表达，或其编码的酶失活，造成细胞不 能正常生长。
6.1 TS突变株的选育方法
6.1.1 TS突变株的诱发 TS突变主要由基因错义突变所致，要选择易于引 起碱基置换的亚硝基类、磺酸酯类化合物，或亚 硝酸、UV等诱变剂。
6.1.2 淘汰野生型菌株/TS菌株富集培养 1 抗生素法：加入抗生素，在非许可温度下培养 一定时间，杀灭在该温度下生长的野生型菌株， 再离心除去抗生素，分离 2 其它方法 (P185) H3放射性同位素前体法
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
5.2 营养缺陷型突变株的应用
工业微生物育种中，用于积累代谢中间产物 作为杂交、重组育种的遗传标记 用于微生物代谢途径研究 在转化、转导、原生质体融合、质粒和转座子研
究中用作标记菌株
6 温度敏感突变株的筛选P184
温度敏感突变株（temperature-sensitive mutant, TS突变体）： 突变株在一定温度范围内（许可温度）正常生长，其表型 和野生型没有区别，但超出这一温度范围（非许可温度）， 则不能生长或生长微弱甚至死亡（条件致死）或某些代谢 停止或减弱。
5. 1.2 淘汰野生型菌株 方法1：抗生素法
细菌：
用加有青霉素的基本培养基分离培养诱变处理后的 菌体，野生型菌株因为繁殖产生的子细胞不能合成正 常细胞壁而死亡，而对不能繁殖的营养缺陷型细胞因 为在基本培养基中不能繁殖而得以保留
具体方法和步骤见P176
5. 1.2 淘汰野生型菌株 方法1：抗生素法
TS突变主要是由必需基因发生突变，致使该基因在一定温 度条件下无法正常表达，或其编码的酶失活，造成细胞不 能正常生长。
6.1 TS突变株的选育方法
6.1.1 TS突变株的诱发 TS突变主要由基因错义突变所致，要选择易于引 起碱基置换的亚硝基类、磺酸酯类化合物，或亚 硝酸、UV等诱变剂。
6.1.2 淘汰野生型菌株/TS菌株富集培养 1 抗生素法：加入抗生素，在非许可温度下培养 一定时间，杀灭在该温度下生长的野生型菌株， 再离心除去抗生素，分离 2 其它方法 (P185) H3放射性同位素前体法
第一章绪论第二章常用的工业微生物菌种ppt课件
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14
三、微生物生理与遗传育种的联 系及对发酵工业的影响
1、遗传物质的确证及基本性质 确证遗传物质化学本质的三个著名实验是
转化，病毒重建及噬菌体感染实验
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15
(1)经典转化实验
Griffith是第一个发现转化现象的 ，虽然 当时还不知道称之为转化因子的本质是什么， 但是他的工作为后来Avery等人进一步揭示 转化因子的实质，确立DNA为遗传物质奠定
微生物生理与 遗传育种
2009.9
精选课件ppt
1
绪言
一. 微生物生理与遗传研究对象与任务
1. 对象: 各类工业微生物 工业微生物是指在发酵工业已经应用的或具有潜在应用价值的微生
物. 2.任务 1)微生物生理学是一门研究在实验室和自然条件下微生物生理活动特点与规
律学科 . 2)微生物遗传学是遗传学的一个分支,是以病毒,细菌,小型的真菌以及单细胞
精选课件ppt
29
菌种
工业生产常用的微生物
细菌（bacteria）：常用的有枯草芽孢杆 菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等。
酵母菌（yeast）：属单细胞真核生物，主 要分布于含糖较多的酸性环境中。常用的 有：啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等。
短杆菌
棒状杆菌
yeasts
精选课啤件酒pp酵t 棒母状杆菌
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19
T2噬菌体的实验
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20
(3)植物病毒重建实验
1956年Fraenkel-Conrat等用含RNA的烟 草花叶病毒进行了病毒重建实验，证实了 RNA是遗传物质。
精选课件ppt
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22
a 用表面活性剂处理标准TMV，得到它的蛋白质；
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▪ ②用灭菌的脱脂棉、滤纸或玻璃漏斗除去菌丝； ▪ ③继续培养，每隔3~4h过滤一次，重复3~4次，
以最大限度地除去野生型细胞； ▪ ④稀释，涂平板进行分离。
高温杀菌法原理
▪ 主要是利用芽孢菌类的芽孢和营养体对热敏感性 的差异。
ห้องสมุดไป่ตู้
高温杀菌法处理方法
▪ ①让诱变后的细菌形成芽孢； ▪ ②把处在芽孢阶段的细菌转移到基本培养基中，
▪ 诱发营养缺陷型的诱变剂一般有亚硝基胍、紫 外线、亚硝酸等。其中亚硝基胍诱发频率极高， 一般可达10%以上，最高达80%。
淘汰野生型菌株
▪ 目的使营养缺陷型菌株富集，有利于检出，常用 方法有：抗生素法、菌丝过滤法和高温杀菌法。
抗生素法原理
▪ 青霉素等抗生素能抑制细胞壁粘肽组分的合成， 处在生长繁殖过程分裂期的细胞对青霉素十分 敏感，因而被杀死，但不能杀死停止分裂的细 胞。将诱变后的菌悬液分离在加有抗生素的 MM上，培养后野生型的被全部杀死，营养型 菌株由于不能生长繁殖而被保留下来，从而得 到富集。
维生素组合表
组合
维生素名称
1
维生素A 维生素B1 维生素B2 维生素B6 维生素B12
2
维生素C 维生素B1 维生素D 维生素E 烟酰胺
3
叶酸
维生素B2 维生素D 胆碱 泛酸钙
4 对氨基苯甲酸 维生素B6 维生素E 胆碱
肌醇
5
生物素 维生素B12 烟酰胺 泛酸钙 肌醇
单一营养缺陷型的检出
生长组合和氨基酸缺陷对应表
补充培养基（SM）： 为了鉴别某一种营养缺陷型菌株，在基本培养基中加入该菌 株不能合成的营养因子的培养基。
完全培养基（CM）： 能满足各种缺陷型菌株生长的培养基。
一、营养缺陷型菌株的 分离和筛选
营养缺陷型的诱发
▪ 营养缺陷型的诱变方法与普通诱变育种基本相 同。
▪ 但是营养缺陷型是单一基因突变，所以有的诱 变剂不适合诱发营养缺陷型。如电离辐射，易 引起染色体巨大损伤。
▪ 这一步的主要目的就是鉴别其单一缺陷因子，或 双缺、三缺的生长因子。
鉴定因子
生长因子的配制方法
用于营养缺陷型鉴定的氨基酸 21种氨基酸编成6组 21种。
用于营养缺陷型鉴定的维生素 15种维生素编成5组 15种。
用于营养缺陷型鉴定的核酸碱 7种核酸碱基单一配制 基有7种。
氨基酸组合表
组别
氨基酸名称
三、营养缺陷型的鉴别
营养缺陷型的测定方法
▪ 一种方法：生长谱法，即在同一个平皿上测定一 种缺陷型菌株对许多种生长因子的缺陷情况。
▪ 另一种方法：在一个培养皿上加一种营养物质、 测定许多缺陷型菌株（10~50个）对该种生长因 子的缺陷情况。
营养缺陷型鉴定步骤
▪ ①测定缺陷型菌株所需生长因子的类别； ▪ ②测定缺陷型在该大类中具体需要哪种生长因子； ▪ ③进一步用单一生长因子进行复证试验。
对于酵母等真菌用制霉菌素处理
抗生素法处理方法
▪ ①将诱变处理的菌体在完全培养基中进行振荡培 养2~3代，以结束表型延迟现象，达到稳定的表 型和生理状况。
▪ ②收集菌体离心洗涤，然后转到基本培养基中进 行饥饿培养4~6小时，以消耗在完全培养基中摄 取而储存在体内的氮素营养，使其停止生长，否 则也会被青霉素杀死。
▪ ③再转移到含无机氮的基本培养基中培养3~4 小时，使野生型细胞刚刚进入对数期，加入一 定浓度的青霉素，大量野生型细胞瓦解、死亡， 释放出细胞内的许多物质，其中有的被缺陷型 作为营养利用而得以继续生长，最终也被青霉 素破坏，造成缺陷型筛选率大为下降。为防止 这种现象的发生，可以在基本培养基中加入 20%蔗糖，以提高渗透压，使死亡的野生行细 胞处于高渗透液的包围中，阻止原生质体破裂。
▪ ④在基本培养基和完全培养基上涂平板，比较两 种培养基上菌落的差数。在基本培养基上不长的 就是营养缺陷型菌株。
菌丝过滤法原理
▪ 真菌和放线菌都是丝状菌，其野生型孢子在基本 培养基中能萌发长成菌丝，而营养缺陷型孢子则 不能萌发。
菌丝过滤法处理方法
▪ ①将诱变处理后的孢子移入基本培养液中，振荡 培养10h左右，使野生型孢子萌发的菌丝刚刚肉 眼可见；
0.5%左右的脱氧胆酸钠，或在基本培养基中用山 梨糖作为碳源，再加入适量蔗糖使菌落长得小而 密； ▪ 第二，克服孢子扩散带来的不纯现象。用薄纸覆 盖代替影印。
（三）夹层法
（四）限量补给法
▪ 将处理后的菌液涂布在含微量（0.01%或更少） 营养补充剂（如蛋白胨）的基本培养基上，营养 缺陷型长得慢，菌落小；野生型长得快，菌落大， 可筛去野生型。
1 缺陷型菌株所需类别的测定
▪ 通常用以下物质代表类别物质： ▪ ①酵母浸出液，其中有AA、Vitamin、核酸碱基。 ▪ ②氨基酸混合物、酪素水解物或蛋白胨 ，代表氨
基酸组。 ▪ ③维生素混合物，代表维生素组。 ▪ ④核酸碱基混合液或酵母核酸，代表嘌呤、嘧啶
类。
营养缺陷型类别的测定
2 缺陷型所需生长因子的测定
第四节 营养缺陷型菌株的筛选
▪ 原养型菌株：即野生型菌株，可以合成生长所需 的各种营养物质。
▪ 营养缺陷型：指营养缺陷型菌株经过诱变或自然 突变失去合成某种营养成分的能力，只有在基本 培养基中补充所缺乏的营养因子才能生长。
培养基类型
基本培养基（MM）： 能维持野生型菌株正常生长的培养基。营养贫乏，氮源是由 一些无机物组成，碳源只能用纯净的蔗糖或葡萄糖。
组
组合的生长因子
1 赖氨酸 精氨酸 蛋氨酸 胱氨酸 亮氨酸 异亮氨酸
2 缬氨酸 精氨酸 苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸 组氨酸
3 苏氨酸 蛋氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸 脯氨酸 天冬氨酸
4 丙氨酸 胱氨酸 酪氨酸 谷氨酸 甘氨酸 丝氨酸
5 鸟氨酸 亮氨酸 色氨酸 脯氨酸 甘氨酸 谷氨酰胺
6 胍氨酸 异亮氨酸 组氨酸 天冬氨酸 丝氨酸 谷氨酰胺
振荡培养一定时间，野生型芽孢萌发，而营养缺 陷型芽孢不萌发； ▪ ③将培养物加热到80℃，野生型细胞大部分被杀 死，缺陷型则保存下来，起到浓缩的作用。
二、营养缺陷型的检出
（一）点植对照检出法
（二）影印法
丝绒印模
本法适用于细菌、酵母菌以及小型菌落的放线菌和霉菌。
值得注意的是
▪ 采用影印法进行霉菌缺陷型检出时，要注意两点： ▪ 第一，防止菌落扩散和蔓延，可在培养基中加入
以最大限度地除去野生型细胞； ▪ ④稀释，涂平板进行分离。
高温杀菌法原理
▪ 主要是利用芽孢菌类的芽孢和营养体对热敏感性 的差异。
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高温杀菌法处理方法
▪ ①让诱变后的细菌形成芽孢； ▪ ②把处在芽孢阶段的细菌转移到基本培养基中，
▪ 诱发营养缺陷型的诱变剂一般有亚硝基胍、紫 外线、亚硝酸等。其中亚硝基胍诱发频率极高， 一般可达10%以上，最高达80%。
淘汰野生型菌株
▪ 目的使营养缺陷型菌株富集，有利于检出，常用 方法有：抗生素法、菌丝过滤法和高温杀菌法。
抗生素法原理
▪ 青霉素等抗生素能抑制细胞壁粘肽组分的合成， 处在生长繁殖过程分裂期的细胞对青霉素十分 敏感，因而被杀死，但不能杀死停止分裂的细 胞。将诱变后的菌悬液分离在加有抗生素的 MM上，培养后野生型的被全部杀死，营养型 菌株由于不能生长繁殖而被保留下来，从而得 到富集。
维生素组合表
组合
维生素名称
1
维生素A 维生素B1 维生素B2 维生素B6 维生素B12
2
维生素C 维生素B1 维生素D 维生素E 烟酰胺
3
叶酸
维生素B2 维生素D 胆碱 泛酸钙
4 对氨基苯甲酸 维生素B6 维生素E 胆碱
肌醇
5
生物素 维生素B12 烟酰胺 泛酸钙 肌醇
单一营养缺陷型的检出
生长组合和氨基酸缺陷对应表
补充培养基（SM）： 为了鉴别某一种营养缺陷型菌株，在基本培养基中加入该菌 株不能合成的营养因子的培养基。
完全培养基（CM）： 能满足各种缺陷型菌株生长的培养基。
一、营养缺陷型菌株的 分离和筛选
营养缺陷型的诱发
▪ 营养缺陷型的诱变方法与普通诱变育种基本相 同。
▪ 但是营养缺陷型是单一基因突变，所以有的诱 变剂不适合诱发营养缺陷型。如电离辐射，易 引起染色体巨大损伤。
▪ 这一步的主要目的就是鉴别其单一缺陷因子，或 双缺、三缺的生长因子。
鉴定因子
生长因子的配制方法
用于营养缺陷型鉴定的氨基酸 21种氨基酸编成6组 21种。
用于营养缺陷型鉴定的维生素 15种维生素编成5组 15种。
用于营养缺陷型鉴定的核酸碱 7种核酸碱基单一配制 基有7种。
氨基酸组合表
组别
氨基酸名称
三、营养缺陷型的鉴别
营养缺陷型的测定方法
▪ 一种方法：生长谱法，即在同一个平皿上测定一 种缺陷型菌株对许多种生长因子的缺陷情况。
▪ 另一种方法：在一个培养皿上加一种营养物质、 测定许多缺陷型菌株（10~50个）对该种生长因 子的缺陷情况。
营养缺陷型鉴定步骤
▪ ①测定缺陷型菌株所需生长因子的类别； ▪ ②测定缺陷型在该大类中具体需要哪种生长因子； ▪ ③进一步用单一生长因子进行复证试验。
对于酵母等真菌用制霉菌素处理
抗生素法处理方法
▪ ①将诱变处理的菌体在完全培养基中进行振荡培 养2~3代，以结束表型延迟现象，达到稳定的表 型和生理状况。
▪ ②收集菌体离心洗涤，然后转到基本培养基中进 行饥饿培养4~6小时，以消耗在完全培养基中摄 取而储存在体内的氮素营养，使其停止生长，否 则也会被青霉素杀死。
▪ ③再转移到含无机氮的基本培养基中培养3~4 小时，使野生型细胞刚刚进入对数期，加入一 定浓度的青霉素，大量野生型细胞瓦解、死亡， 释放出细胞内的许多物质，其中有的被缺陷型 作为营养利用而得以继续生长，最终也被青霉 素破坏，造成缺陷型筛选率大为下降。为防止 这种现象的发生，可以在基本培养基中加入 20%蔗糖，以提高渗透压，使死亡的野生行细 胞处于高渗透液的包围中，阻止原生质体破裂。
▪ ④在基本培养基和完全培养基上涂平板，比较两 种培养基上菌落的差数。在基本培养基上不长的 就是营养缺陷型菌株。
菌丝过滤法原理
▪ 真菌和放线菌都是丝状菌，其野生型孢子在基本 培养基中能萌发长成菌丝，而营养缺陷型孢子则 不能萌发。
菌丝过滤法处理方法
▪ ①将诱变处理后的孢子移入基本培养液中，振荡 培养10h左右，使野生型孢子萌发的菌丝刚刚肉 眼可见；
0.5%左右的脱氧胆酸钠，或在基本培养基中用山 梨糖作为碳源，再加入适量蔗糖使菌落长得小而 密； ▪ 第二，克服孢子扩散带来的不纯现象。用薄纸覆 盖代替影印。
（三）夹层法
（四）限量补给法
▪ 将处理后的菌液涂布在含微量（0.01%或更少） 营养补充剂（如蛋白胨）的基本培养基上，营养 缺陷型长得慢，菌落小；野生型长得快，菌落大， 可筛去野生型。
1 缺陷型菌株所需类别的测定
▪ 通常用以下物质代表类别物质： ▪ ①酵母浸出液，其中有AA、Vitamin、核酸碱基。 ▪ ②氨基酸混合物、酪素水解物或蛋白胨 ，代表氨
基酸组。 ▪ ③维生素混合物，代表维生素组。 ▪ ④核酸碱基混合液或酵母核酸，代表嘌呤、嘧啶
类。
营养缺陷型类别的测定
2 缺陷型所需生长因子的测定
第四节 营养缺陷型菌株的筛选
▪ 原养型菌株：即野生型菌株，可以合成生长所需 的各种营养物质。
▪ 营养缺陷型：指营养缺陷型菌株经过诱变或自然 突变失去合成某种营养成分的能力，只有在基本 培养基中补充所缺乏的营养因子才能生长。
培养基类型
基本培养基（MM）： 能维持野生型菌株正常生长的培养基。营养贫乏，氮源是由 一些无机物组成，碳源只能用纯净的蔗糖或葡萄糖。
组
组合的生长因子
1 赖氨酸 精氨酸 蛋氨酸 胱氨酸 亮氨酸 异亮氨酸
2 缬氨酸 精氨酸 苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸 组氨酸
3 苏氨酸 蛋氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸 脯氨酸 天冬氨酸
4 丙氨酸 胱氨酸 酪氨酸 谷氨酸 甘氨酸 丝氨酸
5 鸟氨酸 亮氨酸 色氨酸 脯氨酸 甘氨酸 谷氨酰胺
6 胍氨酸 异亮氨酸 组氨酸 天冬氨酸 丝氨酸 谷氨酰胺
振荡培养一定时间，野生型芽孢萌发，而营养缺 陷型芽孢不萌发； ▪ ③将培养物加热到80℃，野生型细胞大部分被杀 死，缺陷型则保存下来，起到浓缩的作用。
二、营养缺陷型的检出
（一）点植对照检出法
（二）影印法
丝绒印模
本法适用于细菌、酵母菌以及小型菌落的放线菌和霉菌。
值得注意的是
▪ 采用影印法进行霉菌缺陷型检出时，要注意两点： ▪ 第一，防止菌落扩散和蔓延，可在培养基中加入