啤酒酵母诱变育种的研究进展
影响啤酒酵母发酵的异常因素及其防治
影响啤酒酵母发酵的异常因素及其防治 酵母是啤酒发酵的灵魂，酵母质量的优劣直接关系到啤酒质量的好坏。产品质量是企业的生命，是企业长期发展的基石。在啤酒的生产过程中，酵母的性能和管理在啤酒生产中占着举足轻重的作用。做好酵母管理，提高酵母质量，酿造高质量的啤酒并保持产品稳定是我们所追求的目标。 酵母性能很大程度上影响着啤酒酿造工艺的控制，对啤酒品质起着非常重要的作用。保持接种酵母有旺盛的发酵力是保证啤酒质量稳定的前提，生产酵母一旦发生退化或发酵表现异常，就会影响啤酒酿造工艺的控制和啤酒质量的稳定。 鉴于啤酒酵母对啤酒质量有如此的重要性，如何防止酵母退化，如何预防和控制发酵异常，是我们啤酒厂应时刻关注的问题，应把酵母扩培、酵母管理给予足够的重视。 一、酵母发酵异常的原因 由于环境因素的影响，往往造成酵母细胞机能的衰退。如麦汁营养不良等因素，造成酵母退化突变，造成发酵异常，也会造成酵母细胞的死亡，导致酵母自容量的增加。酵母的变异会造成各种性能的转变。以下从酵母菌种、麦汁营养成分、发酵过程控制三方面谈谈原因。 ㈠酵母菌种 1.凝聚性受遗传基因和细胞膜的结构影响，跟酵母的类型有关。是一种酵母细胞本身生理机能的衰退。 2.菌种保存条件不好，如培养基干燥，将引起酵母菌种的退化。 3.保种温度升高，也将引起酵母菌种退化。温度越高，高温时间越长，菌种退化越严重。 4.保菌不当，营养丰富致使酵母长得过分肥大，易衰退。 5.有些酵母代数升高，凝聚性较强。 6.留种酵母急着用于扩培，造成代谢慢，易衰老。 7.汉生罐留种量多，新酵母少，酵母易衰老。 ㈡麦汁营养成分 1.麦汁过滤布合理，蛋白质，多酚(或树脂)复合物、酒花中的多酚(单宁)等高分子会大量进入发酵罐，造成酵母吸附成团。 2.麦汁营养组成不合理，导致代谢慢，酵母易衰老，突变机会多。 3.麦汁中的凝固物去除不好。麦汁中带正电荷的蛋白质、类脂、葡聚糖小颗粒的物质与带负电荷的酵母互相作用形成紧密的凝聚物，酵母易早衰。混浊麦汁中含有大量的脂肪酸或沉淀物会吸附在酵母表面，造成酵母呼吸代谢困难。造成降糖迟缓或产生大量高级醇。 ㈢发酵过程控制
药用植物辐射育种研究进展【文献综述】
文献综述 生物工程 药用植物辐射育种研究进展 摘要：药用植物辐射育种是提高中药材产量和质量的重要途径，在中药现代化中发挥着相当重要的作用。本文简述了近年来辐射育种技术的发展，以及辐射诱变技术在药用植物中的应用。总结了药用植物辐射育种的现状及问题，并探讨了药用植物辐射育种的发展方向及前景。 关键词：药用植物；辐射育种；应用概况 随着21世纪生命科学研究的深入和仪器分析的发展，全球对药用植物的开发与利用迅速加强。在我国，药用植物经过几千年的应用与发展，已经形成了具有悠久历史的传统中医药。到目前为止，我国已报道并应用的药用植物有11000多种[1]。随着中药的现代化推进，药用植物的大量使用，野生药用植物资源已急剧减少，而栽培的药用植物，由于大量的栽培，导致了品质退化、产量下降、病虫害发生日益突出[2]。为了保证和不断提高药用植物的质量和产量，药用植物的辐射育种得到了广泛关注和重视。 在我国，药用植物的育种工作曾长期停留在以移植和应用农作物传统常规育种技术为主的初级阶段。但近年来，随着生物技术的发展，药用植物的辐射育种工作取得了较大的进展，加速了药用植物新品种选育和良种繁育的进程。本文着重从辐射育种方面介绍目前我国药用植物育种的研究进展。 1 常规育种技术 在我国，药用植物的育种工作曾长期停留在以移植和应用农作物传统常规育种技术为主的初级阶段。随着生物技术的快速发展，通过结合常规育种技术，药用植物的育种工作取得了较大进展，加速了药用植物新品种选育和良种繁育的进程[3]。目前我国的育种方法有：选择育种、杂交育种、诱变育种和生物技术育种。 诱变育种是人为地利用物理诱变因素和化学诱变剂，对植物的种子、器官、细胞以及DNA等进行诱变处理，能在较短时间内获得有利用价值的突变体，可根据育种目标选育新品种[4]。辐射诱变育属于物理诱变育种的其中一种，是利用
啤酒发酵酵母扩培学习资料
啤酒发酵酵母扩培学习资料 啤酒厂获得接种酵母的方式有三种方式，其优缺点见图2.1： 这三种方式是：购买酵母泥；购买纯种酵母；自己保存和培养纯种酵母。 图2.1 啤酒获得酵母的方式和其优缺点 第一节纯种酵母的培养 一、培养啤酒纯种酵母工艺原理 酵母是一种兼性微生物，这就是说，细胞的新陈代谢和繁殖即可以在有氧的状态下也可以在无氧的状态下进行。 啤酒酵母菌的的繁殖过程分为四个阶段（见图2.7）： 1．迟缓期：在此期间，虽有营养物质存在，但酵母基本不繁殖； 2．对数生长期：此期间酵母繁殖最为迅速； 3．稳定期：此时，代谢产物CO2和酒精的积累使酵母繁殖逐渐变慢，活菌数最高； 4．衰亡期：营养物质耗尽和有毒代谢产物大量积累，酵母菌死亡率增加，活菌数减少。 酵母培养中，最重要的阶段是对数生长期，此时的营养、氧气供给及其他条件如：酵母细胞浓度和温度都必须达到最佳。酵母由于不断地消耗氧气，必须连续通入足够的无菌空气。因为氧气缺乏时，其中一部分酵母会进行发酵，从而产生CO2和酒精，而不是产生新细胞，这样生成的有活力的细胞数就减少了。 二、啤酒纯种酵母的分离培养 啤酒酵母的分离培养就是利用特殊的分离技术，将优良强壮的单细胞酵母从原菌中分离出来，加以扩大培养，供生产使用。分离培养的方法很多，工厂常用的是平板分离法或划
线分离法。 获得原菌的方法： （1）从实验室保存的原菌种中分离，原菌种必须先经过几次培养活化的再行分离； （2）从生产中的酵母泥或主发酵液中分离。 1．平板分离培养法（又称稀释分离法，见图2.2） 这种方法简单易行，适合于工厂现场使用。 先将盛有麦汁的琼脂试管培养基放在热水中融化，冷却至42～45℃，再将准备分离培养的酵母原菌用白金针移植到已融化的培养基内。如分离培养发酵液的酵母，则先使之静置，倾出上部清液，留少量发酵液，混合均匀后接种。如分离培养酵母泥，需加少量无无菌水或麦汁，稀释后再接种。 将分离培养的酵母移植于融化的培养基内后，充分振荡，使混合均匀，用白金针从该试管挑少许移植到第2支试管中，随即将第1支试管中的培养基倾注在已灭菌的培养皿中，均匀分布在培养皿底面，使之凝固。用同样方法再从第2支试管移植到第3支，而后第4支试管内，分别将取样后的培养基倾注在培养皿内，如图所示。然后，将培养皿置25～27℃保温箱中培养2～3天，每天检查菌落生长情况，剔除形态上有改变的菌落，选择菌落形态正常、细胞大小均匀的菌落进行培养。必要时应进行2～3次重复分离。 图2.2 平板分离培养法 2．划线分离培养法 此法和平板分离法的根据是相似的，各有优点。划线法简单，速度较快；平板法在平板上分离的菌落单一均匀，获得纯种的机率略高。 用接种针挑取适当稀释的菌液，直接在已灭菌的平面皿培养基上划线（图2.3），在第3或第4划线区可能得到单一菌落。然后将所需要的菌落移植到斜面培养基上，以待进一步检查。这个方法一般用于分离纯化生产上已有的菌种。 图2.3 划线分离培养法 1,2,3,4-分别表示第1,2,3,4次划线区
第六章 从杂交育种到基因工程 练习
第6章从杂交育种到基因工程 一、选择题（每小题2分，共50分。在每小题所给的四个选项中只有一个正确答案）1．用杂合子（DdEe）种子获得纯合子（ddee），最简捷的方法是（） A．种植→F2→选不分离者→纯合体 B．种植→秋水仙素处理→纯合体 C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合体 D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合体 2．纯合高秆（D）抗病（E）水稻和纯合矮秆（d）染病（e）水稻两个纯合子作亲本杂交，在F2中选育矮秆抗病类型，其最合乎理想的基因型在F2中所占的比例为（） A．1/16 B．2/16 C．3/16 D．4/16 3．在红粒高秆麦田里，偶然发现一株白粒矮秆优质小麦，欲在两三年内能获得大量的白粒矮秆麦种，通常用的育种方法是（） A．基因工程B．自交育种C．人工嫁接D．单倍体育种 4．下图为利用纯合高秆（D）抗病（E）小麦和纯合矮秆（d）染病（e）小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦（ddEE）的示意图，有关此图叙述不正确的是（） A．图中进行①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起 B．②过程中发生了非同源染色体的自由组合 C．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖 D．④过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素 5．属于分子水平上的育种工作的是（） A．辐射育种B．杂交育种C．单倍体育种D．多倍体育种 6．下列方法不能导致人工诱变的是（） A．X射线B．激光C．亚硝酸D．低温 7．通过人工诱变培育出的新类型是（） A．青霉素高产菌株B．八倍体小黑麦 C．能合成人胰岛素的大肠杆菌D．克隆牛 8．诱变育种的突出优点是（） A．方法简单易行 B．能产生很多有利的个体 C．节省实验用的材料 D．提高变异频率，加速育种进程 9．诱变育种与杂交育种的不同之处是（） ①能大幅度改良某些性状②能形成新基因型 ③能形成新基因④需要大量的选育工作 A．①②B．①③ C．②③ D．②④ 10．单倍体育种，可以明显地缩短育种年限，这是由于（）A．培养技术操作简便B．幼苗成活率高 C．单倍体植株生长迅速D．后代不发生性状分离
高中生物必修《杂交育种和诱变育种》说课稿
高中生物必修《杂交育种和诱变育种》说课稿 各位老师： 大家好！ 今天我说课的题目是：《杂交育种和诱变育种》。 我将从以下六个方面进行说明。 一、教学内容的地位和要求 本课题的教学内容属于高中生物必修2第六章第1节“杂交育种与诱变育种”。在《普通高中生物课程标准》中的要求是：具体内容标准 行为动词 目标动词水平要求 搜集生物变异在育种上应用的事例 搜集 知识性：理解 根据必修模块2教材编排体系的设计思路，从杂交育种到基因工程这一章是解决人类如何利用生物的基因这个问题的。所以应该在如何利用上做文章。本模块前5章讲述了遗传和变异的基本原理，本章集中讲述遗传和变异原理在实践中的应用，通过对本节知识的学习，以期使学生在了解遗传学原理的应用的同时，在“科学、技术、社会”方面有更多的思考，得到更多的启示。 二、学情分析 1、知识方面：
初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容，使学生对选择育种与杂交育种有了初步的了解。在本书前几章的学习中，学生又学习了分离定律与自由组合定律，为理解传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。但现阶段新的育种方法有哪些，各有何优缺点，在生产实践中是如何运用的，学生并不清楚，教师可以指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规律，体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 2、生活经验方面： 学生在实际生活中经常会接触到一些与育种有关的物品，如杂交水稻（大米）、各种类型的猫狗等宠物，对育种有一些感性认识，结合本节课的内容，最终使学生的感性认识上升为理性知识。 三、教学重点、难点 根据学习内容和学生情况制订本节课的重难点。 教学重点： 遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。 教学难点： 杂交育种和诱变育种的优点和局限性。 用遗传图解表示各种育种过程。 四、教学目标
诱变育种发展
在人为的条件下,利用物理,化学等因素,诱发生物产生突变,从中选择,培育成动植物和微生物的新品种. 诱变育种是指用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株，进而培育成新的品种或种质的育种方法。它是继选择育种和杂交育种之后发展起来的一项现代育种技术。 诱发突变的物理因素主要指某些射线，如Y射线、X射线、B射线和中子流等；化学诱变剂主要指某些烷化剂，碱基类似物，抗生素等化学药物。物理诱变方法应用于植物始干1928年。L.J·斯德勒首先证实了X射线对玉米和大麦有诱变效应。1930年和1924年H.尼尔逊·爱尔和D.托伦纳分别用辐射诱变技术获得了有实用价值的大麦突变体和烟草突变体。化学诱变剂在植物上的应用一般认为始于1943年，当时F·约克斯用马来糖(脲烷)诱发了月见草、百合和风铃草的染色体畸变。这些早期工作为确立诱变育种的地位奠定了基础。 通过近几十年的研究人们对诱变原理的认识也逐步加深。我们知道，常规助杂交育种基本上是染色体的重新组合，这种技术一般并不引起染色体发生变异，更难以触及到基因。而辐射的作用则不同，它们有的是与细胞中的原子、分子发生冲撞、造成电离或激发；有的则是以能量形式产生光电吸收或光电效应；还有的能引起细胞内的一系列理化过程。这些都会对细胞产生不同程度的伤害。对染色体的数目、结构等都会产生影响，使有的染色体断裂了；有的丢失了一段，有的断裂后在“自我修复”的过程中头尾接倒了或是“张冠李戴”分别造成染色体的倒位和易位。当然射线也可作用在染色体核苷酸分子的碱塞上，从而使基因（遗传密码)发生突变。至于化学诱变，有的药剂是用其烷基置换其它分子中的氢原子，也有的本身是核苷酸碱基的类似物，它可以“鱼目混珠”，造成DNA复制中的错误。无疑这些都会使植物的基因发生突变。理、化因索的诱导作用；使得植物细胞的突变率比平时高出千百倍，有些变异是其它手段难以得到的。当然，所产生的变异绝大多数不能遗传，所以，辐射后的早代一般不急于选择。 但是，可遗传的好性状一经获得便可育成品种或种质资源。据世界原子能机构1985年统计，当时世界各国通过诱变已育成500多个品种，还有大量有价值的种质资源o 我国的诱变育种同样成绩斐然，在过去的几十年中，经诱变育成的品种数一直占到同期育成品种总数的10％左右。如水稻品种原丰早，小麦品种山农辐63，还有玉米的鲁原单4号、大豆的铁丰18、棉花的鲁棉I号等都是通过诱变育成的。当然与其它技术一样，诱变育种也有自身的弱点：一是诱变产生的有益突变体频率低；二是还难以有效地控制变异的方向和性质；另外，诱发并鉴定出数量性状的微突变比较困难。因此，诱变育种应该与其它技术相结合，同时谋求技术上的自我完善。 诱变育种技术的发发展 微生物诱变育种是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，从各种各样的变异体中筛选出产量高、性状优良的突变株，并且找到发挥这一突变株的最佳培养基和培养条件，使其在最适合的环境条件下合成高品质、高产量的有效产物。 诱变的主要目的是菌株尽量低死亡率的前提条件下尽量增加变异度，以期获得更多的变异菌株。
菌种诱变方法
微生物诱变育种的方法 摘要:介绍了几种常用的物理诱变和化学诱变育种方法的原理、特点以及成功案例等,为微生物诱变育种提供了一个总体的方法框架。 关键词:诱变; 微生物育种 微生物与酿造工业、食品工业、生物制品工业等的关系非常密切，其菌株的优良与否直接关系到多种工业产品的好坏，甚至影响人们的日常生活质量，所以选育优质、高产的微生物菌株十分重要。微生物育种的目的就是要把生物合成的代谢途径朝人们所希望的方向加以引导，或者促使细胞内发生基因的重新组合优化遗传性状，人为地使某些代谢产物过量积累，获得所需要的高产、优质和低耗的菌种。作为育种途径之一的诱变育种一直被广泛应用。目前，国内微生物育种界主要采用的仍是常规的物理及化学因子等诱变方法。 1 物理诱变 1.1紫外照射 紫外线照射是常用的物理诱变方法之一，是诱发微生物突变的一种非常有用的工具。DNA和RNA的嘌呤和嘧啶最大的吸收峰260nm，因此在260nm的紫外辐射是最有效的致死剂。紫外辐射的作用已有多种解释，但比较确定的作用是使DNA分子形成嘧啶二聚体[1]。二聚体的形成会阻碍碱基间正常配对，所以可能导致突变甚至死亡[2]。 马晓燕[3]等以紫外诱变原生质选育法筛选发酵乳清高产酒精菌株马克斯克 鲁维酵母菌株ZR-20，比优化前的酒精产率提高10.5%，较出发菌株提高了68%。顾蕾[4]等通过紫外诱变红酵母ns-1原生质体，获得类胡萝卜素产量明显提高的突变株，其生物量、色素产量分别为6.15g/L、6.41mg/L，分别比原始菌株提高了67.6%、54.1%。 紫外照射诱变操作简单，经济实惠，一般实验室条件都可以达到，且出现正突变的几率较高，酵母菌株的诱变大多采用这种方法。 1.2电离辐射 γ-射线是电离生物学上应用最广泛的电离射线之一，具有很高的能量，能产生电离作用，可直接或间接地改变DNA结构。其直接效应是可以氧化脱氧核糖的碱基，或者脱氧核糖的化学键和糖-磷酸相连接的化学键。其间接效应是能使
微生物诱变育种研究进展
微生物诱变育种研究进展 摘要：本文综述了国内外微生物诱变育种领域的研究新进展，对生物学效应及诱变微生物的机理进行了总结。从物理诱变、化学诱变及复合诱变三个方面介绍了诱变效应、作用机制及在实践中的应用，并对微生物诱变育种的研究进展进行了概述。 关键词：微生物；诱变育种；机制；研究进展 常规的诱变育种方法主要为物理诱变育种和化学诱变育种。微生物的诱变育种，是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，从多种多样的变异菌体中筛选出产量高、性状优良的突变株，并且找出发挥这个突变株最佳培养基和培养条件，使其在最适的环境条件下合成有效产物。以人工诱发突变为基础的微生物诱变育种，具有速度快、收效大和方法简单等优点，是菌种选育的1个重要途径，在发酵工业菌种选育上具有卓越的成就，迄今为止国内外发酵工业中所使用的生产菌种绝大部分是人工诱变选育出来的。诱变筛选方法相对简便，是菌种选育的基本、常规和经典方法。特别是对遗传背景不很清楚的对象，诱变育种更是必不可少。近年来，随着新诱变因子的不断发现和筛选体系的进一步完善，微生物诱变育种有了长足的发展。 1 微生物诱变育种的作用 从自然界分离的野生菌种，不论是在产量上还是在质量上，均难适合工业化生产的要求。理想的工业化菌种必须具备遗传性状稳定、纯净无污染、能产生许多繁殖单位、生长迅速、能于短时间内生产所要的产物、可以长期保存、能经诱变产生变异和遗传、生产能力具有再现性、具有高产量和高收率等特性。微生物发酵工业中，诱变育种主要有以下作用: 提高有效产物的产量；改善菌种特性，提高产品质量；简化工艺条件；开发新品种，产生新物质；用于研究推测产物的生物合成途径；与其他育种方法相结合[1]。 2诱变育种的过程 诱变育种包括三个重要环节：突变的诱发、突变株的筛选突变基因的表达。 2.1突变的诱发 突变的诱发受到菌种的遗传特性、诱变剂、菌种的生理状态以及诱变处理时环境条件的影响。出发菌株就是用来进行诱变试验的菌株。出发菌株的选择是诱变育种工作成败的关键。功的经验。诱变作用不但决定于诱变剂，还与出发菌株的遗传背景有关。菌种的生理状态、被处理菌株诱变前的预培养和诱变后的培养条件以及诱变处理时的外界条件等都会影响诱变效果。
杂交育种和诱变育种
6-1杂交育种和诱变育种 【学习目标】 1、简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。 2、举例说出诱变育种在生产中的应用。 3、讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。 【新知预习】 一、杂交育种 1、古代人们利用__________________，通过长期选择，汰劣留良，培育出许多优良品种，这种选择育种不仅_____________，而且_________________________。 2、杂交育种是将__________或__________品种的_____________，通过__________集中在一起，在经过___________和___________。获得________________的方法。 3、在农业生产中，杂交育种是___________________的常规方法。杂交育种的方法也用于 _____________________的育种。 二、诱变育种 1、诱变育种的原理是_________________________________。 2、诱变育种是指利用_______________________________，使生物____________________的方法。 3、诱变育种的优点的________________________________________________。 4、诱变育种取得的成就： （1）培育__________________________________； （2）在___________________方面也发挥了重要作用，如：_____________________________。【知识细目表】 一、杂交育种 1、概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。 2、原理：基因重组 3、应用：在改良农作物品种、培育家畜新品种等方面广泛应用。 4、一般步骤：①两亲本杂交，获得F1;②F1自交，获得F2；③在F2中选出符合要求的性状并进行多次自交获得较纯的新品种。 5、优点：操作简单 6、缺点：育种时间长、工作量大、只能利用已有的基因杂交，不能产生新的基因、只能进行本物种或亲缘关系比较近的物种之间杂交，不能克服远缘杂交不亲和障碍等。 二、诱变育种
人工诱变技术在植物抗病育种中的应用_综述_
2007,36(3):69-73. Subtropical Plant Science 人工诱变技术在植物抗病育种中的应用(综述) 张燕玲，吴立蓉，贺 红 （广州中医药大学中药学院，广东广州 510405） 摘要：介绍人工诱变技术在植物抗病育种中的主要成就，并探讨其发展方向及前景。人工诱变技术与杂交 育种、基因转移及离体筛选等手段相结合，提高了育种效率，拓宽了抗病育种的范围。该技术在植物抗病育 种中的成功应用，将有利于培育植物抗病新品种，促进农业的增产增收及可持续发展。 关键词：人工诱变；植物；抗病育种 中图分类号：S335 文献标识码：A 文章编号：1009-7791(2007)03-0069-05 Application and Prospect of Artificial Mutation Technology on Breeding for Resistance to the Diseases of Plants ZHANG Yan-ling, WU Li-rong, HE Hong (College of Chinese Materia Medica, Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine Guangzhou 510405, Guangdong China) Abstract:This paper introduces the main achievements of breeding for disease resistant of plants. It elaborates that artificial mutation connected with crossbreeding，gene transfer and in vitro selection could raise the breeding efficiency and enlarge the field of breeding for disease resistant. The application of artificial mutation technology is favorable to cultivate new disease-resistant varieties, and promote the development of agriculture. Key words: artificial mutation; plant; the disease-resistant breeding 植物病害是植物在生长期内面临的主要威胁之一，直接影响其生长发育和繁殖，尤其是农作物的病害更是给农业生产带来极大损失。喷施化学农药是目前防治植物病害的常用方法，但长期使用对生态环境造成了严重污染，同时，农产品中的农药残留直接危害人的健康。因此，对植物进行性状改良，培育抗病品种显得尤为重要。 传统的杂交育种和系统选育经历了一个多世纪的发展，已形成一整套较为完善的育种理论和技术体系，在植物抗病育种中发挥了巨大的作用[1-10]。在现有种质资源中拥有相关抗源，是进行杂交育种与系统选育的基础，而对于抗源单一或缺乏的植物而言，有其局限性。此外，在基因高度连锁，或者某些基因类型与有害性状相联系，或者存在基因多效现象的情况下，利用传统育种进行基因转移难以成功。植物人工诱变育种是人为地利用物理诱变因素（如X射线、γ射线、中子、激光、离子束和宇宙射线等）或化学诱变剂，对植物器官、细胞及DNA等进行诱变处理，诱发基因突变和遗传变异，在较短时间内获得有利用价值的突变体，根据育种目标，选育新品种。诱变育种可以诱导产生自然界不存在的或者非常罕见的新性状、新类型，弥补资源的缺乏，为植物抗病育种开辟新途径。 1 人工诱变在植物抗病育种中的应用 Standler于l928年首次发现并证明X射线和镭对禾谷类作物存在诱变效应。1934年，Tollener利用X射线诱变育成了第一个农作物突变品种——“Chlorino” 烟草，从而开创了作物诱变育种的新纪元。 收稿日期：2007-03-15 基金项目：国家自然科学基金项目（30472152） 作者简介：张燕玲（1982-），女，广东梅州人，硕士研究生，从事药用植物诱变育种研究。 注：贺红为通讯作者。
酵母扩大培养过程关键控制点
酵母扩大培养过程关键控制点 金星集团信阳啤酒有限公司黄华龙465100 啤酒工厂从单细胞分离得到一个酵母细胞，经过鉴定确认、生产试验，得到优良菌株，然后经过若干次扩大培养，最后制备成107～108个细胞/ml后供发酵用，酵母扩大培养关键在于：第一，选择优良的单一细胞出芽菌株；第二，在整个扩大培养中保证酵母菌种的强壮、无污染。近代由于发酵规模越来越大，对接种酵母要求越来越严。各工厂扩大培养方式和顺序大致相同，而扩陪的结果得到种酵母的纯度、强壮情况、污染情况却差异很大，其原因在于是否有一个科学、无菌的扩培技术管理。 一、出芽菌株的选择 作为扩大培养的出芽菌株，，无论是实验室保藏菌株还是生产现场（主酵或酵母泥）分离得到的菌株。一般均需进行单细胞分离，并通过一系列生理特性和生产性能测定，包括酿酒口味鉴评后，确认是工厂生产需要的优良纯种后才允许投入生产扩大培养。此单细胞分离和菌株鉴定，需要在有丰富微生物理论和实践经验的技术人员指导下进行。 二、扩陪过程的无菌操作 扩大培养应严格建立在纯种的基础上，扩大培养过程的无菌技术是扩陪成败的关键。它包括：培养器皿、设备的无菌，移种操作的无菌，培养过程中通风调节温度的无菌。在汉生罐以后从麦汁进罐至移种结束，必须保证汉生罐处于正压状态，这是杜绝吸入有菌空气的先
决条件。 三、优良的培养基 麦汁是啤酒厂最方便的酵母培养基，但绝对不是“凡可以用来酿造啤酒的麦汁均是优良的培养基”。许多工厂，常常从大生产麦汁中分割作为任何一级扩陪培养基，由于麦汁组成太差，会造成扩大培养失败。无论是哪级扩陪，培养基均需要有特殊要求的麦芽汁。 实验室（从试管至大锥形瓶）培养用麦汁，一般应有实验室自己制备，可按以下方式制备成10°P全麦芽麦汁用于试管活化及菌种保藏。 1.麦汁制备: 1)称取优级麦芽约200g，除去铁屑、石粒等坚硬杂质，采用EBC 粉碎。 2)调EBC粉碎机的磨间距，使细粉颗粒直径为0.2㎜。 3)料水比例：1：3～3.5 4)称取细粉适量（准确至0.1g），于已知重量的糖化杯（500～ 600ml专用金属杯中），加入46℃水200ml,在不断搅拌下于 45℃水浴中保温30min。 5)把温度数显表调至70℃，设定。使醪液以1℃/min的速度升 温，在25min内升至70℃，此时于杯内加入70℃水100ml（加 水时注意冲洗杯壁和搅拌棒）。 6)醪液在70℃下保温1hr，在保温10min时开始碘检，用玻璃 棒取一滴麦汁，置于白瓷滴板上，冷却后加一滴碘溶液，混
啤酒酵母 的介绍
导言： 啤酒酵母是啤酒生产的灵魂，啤酒酵母的种类和质量的不同将影响啤酒的发酵和成品啤酒的质量。本章主要介绍啤酒酵母、啤酒发酵机理、啤酒发酵技术等内容。啤酒酵母部分主要包括啤酒酵母的分类、结构和组成，啤酒酵母的新陈代谢、特性，酵母的选育与扩大培养，啤酒酵母质量的鉴别方法。重点是酵母的扩大培养和啤酒酵母质量的鉴别；啤酒发酵机理主要涉及发酵过程中主要物质的转化、代谢主产物（乙醇）的合成途径和副产物（高级醇、双乙酰、酯类、醛类、有机酸、含硫化合物等）的合成与有关控制理论，要求重点掌握啤酒发酵过程中糖类和含氮物质是如何转化的？代谢主要副产物高级醇、双乙酰等是如何形成的？对啤酒质量有何影响？如何控制其产生量？啤酒发酵技术主要包括传统发酵技术、现代发酵技术（以圆柱锥形发酵罐发酵法为主）和其他发酵技术。重点学习锥形罐发酵技术及其相关知识。 第一节啤酒酵母 一、酵母的分类、结构和组成 （一）啤酒酵母的分类 在微生物分类学上，通常将微生物分为门、纲、目、科、属、种，种以下有变种、型、品系等。啤酒酵母属于真菌门，子囊菌纲，原子囊菌亚纲、内孢霉目，内孢霉科，酵母亚科，酵母属，啤酒酵母种。酵母采用双名法命名，前一个是属名，后一个是种名，后面还跟有首次描述这个种的科学家名字。根据啤酒酵母的发酵（棉子糖发酵）类型和凝聚性的不同可分为上面酵母与下面酵母、凝聚性酵母与粉状酵母。 凝聚性酵母与粉状酵母：发酵时容易相互凝聚而沉淀的酵母称为凝聚性酵母。一般发酵期间，酵母由于带相同电荷不会相互凝聚，发酵快结束时pH降至4.3～4.7接近酵母细胞的等电点，使酵母细胞相互凝聚而沉淀。使用凝聚性酵母，啤酒澄清快，但发酵度较低。酵母的凝聚性既受基因的控制，又与环境条件有关且凝聚作用是可逆的；粉状酵母在发酵期间始终悬浮于发酵液中，不易沉淀，酵母回收困难，啤酒难以澄清，但发酵度高。 （二）啤酒酵母的结构 通过显微镜观察啤酒酵母的细胞，可以看到有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、内质网膜、线粒体、颗粒等。 （三）酵母细胞的组成
诱变育种
诱变育种 第一节诱变育种的概念、意义与特点 诱变育种就是人为地采用物理、化学的因素,诱发有机体产生遗传性的变异,并经过人工选择、鉴定、培育新品种的途径。诱变育种的目标就是改变或增加一个满意品种的某一特性,而在其她方面保持品种不变。如果需要一个适应性好、独特的、非常合意的与受欢迎的品种,这种方法特别吸引人。 诱变育种的特点:1)提高突变率,扩大变异谱;2)适于进行个别性状的改良;3)育种程序简单,年限短;4)变异的方向与性质不定(已有人把人工合成低聚核苷酸片段引入基因组中,以一定方式改变某一基因,进行定向诱变)。 作为一种育种方法,诱发突变技术在培育那些在种内有足够的遗传变异与由显性基因确定其特性的作物,就是可有可无的或无前途的。但就是,显性突变型曾被诱发,特别就是抗病型,部分由于寄生植物的基因与病原体的基因之间的相互作用。在完全不育或无性繁殖的植物中,诱变育种就是品种改良的唯一方法,例如专性无融合生殖植物,它不产生有合子胚的种子。无融合生殖在柑橘类与某些苹果属、树莓属的种中就是普通的。 诱变育种就是常规育种的一个补充或在园艺植物育种某些方面潜在替代者:1)在适应性广泛的种中诱发变异性,假若进一步的杂交提供有限的变异性与改良,而品种已接近选择的极限;2)诱发一个新的特性,如果没有通过杂交能传递的已知基因源,例如抗病性、企望的生长型或自交亲与性;3)在有性繁殖中将会消失的特定突变,通过营养繁殖产生与保存;4)打破与不良的特性或基因多效影响的连锁;5)使现存的嵌合体显露与均质化,并使突变型获得稳定;6)在远缘亲本之间杂交中遏制不亲与性;7)诱发单倍体;8)在无融合生殖植物中产生过渡性有性状态。 成功的诱变育种需要:1)处理可用于筛选的大的植物群体;2)预期的特性突变率高;3)可以用视力诊断或简单测定鉴别突变的有效方法。 第二节诱变因素 在诱发突变中,有两类诱变剂被使用:物理的与化学的。物理的诱变剂有:1)紫外灯发出的紫外线(UV)照射;2)电磁辐射:X射线发生器发出的X射线;从放射性同位素钴60或铯137发出的?射线;3)微粒辐射:从核反应堆发出的热中子或慢中子;从放射性同位素磷32或硫35发出的β粒子(电子)。化学诱变剂主要用于种子繁殖植物。较常用的有:叠氮化物、秋水仙碱、烷化剂、碱基类似物等。 1.物理的诱变因素 物理诱变因素的辐射能对植物诱发化学反应,结果造成DNA结构的变化。这些变化如果在DNA中保持重复,证明就是突变。 1、１紫外线的能量与穿透力低,能成功地用于处理花粉粒。 1、2电磁辐射与中子容易穿透植物组织。 1.3X射线:辐射源就是X光机。X射线又称阴极射线,就是一种电磁辐射,它不带电核,就是一种 中性射线。一大部分的栽培作物用物理诱变剂诱发的突变就是X射线辐射的结果。X射线的反应在有氧时会加强。 1.4?射线:辐射源就是60Co与137Cs及核反应堆。?射线也就是一种不带电荷的中性射线。应用 于植物育种的?射线照射装置有?照射室与?圃场,前者用于急性照射,后者用于慢性照射。1.5中子:辐射源为核反应堆、加速器或中子发生器。根据中子能量大小分为超快中子、快中 子、中能中子、慢中子、热中子。在生物研究中,通常用慢中子或热中子。热中子处理比用X射线照射更少受干扰因素的影响,如氧的浓度或温度。对多数作物来说,包括苹果,中子就是比X或?射线更有效的诱变剂。高密度中子主要造成氧独立的不可挽回的损害,包括染色体畸变。
发酵工程复习资料模板
发酵工程复习资料 1.发酵工业的特点: 1．一步生产: 微生物发酵是由一系列极其复杂的生化反应组成, 反应所需的各种酶均包含在微生物细胞内。 2.反应条件温和 3.原料纯度要求低: 常以农副产品作原料, 如薯干、麸皮等。原料来源丰富, 价格低廉。 4.设备的通用性高:对微生物发酵来说, 无论好氧发酵还是厌氧发酵, 它们的发酵设备都大同小异, 即好氧的一般都用搅拌式发酵罐加空气过滤系统。厌氧发酵都用密封式发酵罐。 5.对环境的污染相对较小: 发酵所用的原料是农副产品, 废水中虽然生物需氧量( BOD) 、化学需氧量( COD) 较高, 但有毒物质少。 6.生产受自然条件限制小 2.发酵工业常见菌种类型: 细菌:枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等 放线菌:链霉菌属、小单胞菌属 酵母菌:啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等 霉菌:根霉、毛霉、犁头霉、红曲霉、曲霉及青霉等 未培养微生物 3.发酵工业对菌种的要求: 1，能够利用廉价的原料, 简单的培养基, 大量高效地合成产物 2, 有关合成产物的途径尽可能地简单, 或者说菌种改造的可操作
要强 3, 遗传性能要相对稳定 4, 不易感染它种微生物或噬菌体 5, 产生菌及其产物的毒性必须考虑( 在分类学上最好与致病菌无关) 6, 生长快, 发酵周期短, 生产特性要符合工艺要求 7, 培养条件易于控制 4.微生物菌种的分离筛选的步骤: 样品采集→样品的预处理→目的菌富集培养→菌种初筛→菌种复筛→菌种发酵性能鉴定→菌种保藏。 5.诱变育种的基本步骤: 出发菌株的选择 处理菌悬液的制备 诱变处理 中间培养 分离和筛选 6.菌种变异及退化机理及其防止措施: 菌种退化主要指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株, 由于进行接种传代或保藏之后, 群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。 主要原因: 基因突变、连续传代。 防止措施:采用减少传代、经常纯化、创造良好的培养条件、用
诱变育种
诱变育种 第一节诱变育种的概念、意义和特点 诱变育种是人为地采用物理、化学的因素，诱发有机体产生遗传性的变异，并经过人工选择、鉴定、培育新品种的途径。诱变育种的目标是改变或增加一个满意品种的某一特性，而在其他方面保持品种不变。如果需要一个适应性好、独特的、非常合意的和受欢迎的品种，这种方法特别吸引人。 诱变育种的特点：1）提高突变率，扩大变异谱；2）适于进行个别性状的改良；3）育种程序简单，年限短；4）变异的方向和性质不定（已有人把人工合成低聚核苷酸片段引入基因组中，以一定方式改变某一基因，进行定向诱变）。 作为一种育种方法，诱发突变技术在培育那些在种内有足够的遗传变异和由显性基因确定其特性的作物，是可有可无的或无前途的。但是，显性突变型曾被诱发，特别是抗病型，部分由于寄生植物的基因与病原体的基因之间的相互作用。在完全不育或无性繁殖的植物中，诱变育种是品种改良的唯一方法，例如专性无融合生殖植物，它不产生有合子胚的种子。无融合生殖在柑橘类和某些苹果属、树莓属的种中是普通的。 诱变育种是常规育种的一个补充或在园艺植物育种某些方面潜在替代者：1）在适应性广泛的种中诱发变异性，假若进一步的杂交提供有限的变异性和改良，而品种已接近选择的极限；2）诱发一个新的特性，如果没有通过杂交能传递的已知基因源，例如抗病性、企望的生长型或自交亲和性；3）在有性繁殖中将会消失的特定突变，通过营养繁殖产生和保存；4）打破与不良的特性或基因多效影响的连锁；5）使现存的嵌合体显露和均质化，并使突变型获得稳定；6）在远缘亲本之间杂交中遏制不亲和性；7）诱发单倍体；8）在无融合生殖植物中产生过渡性有性状态。 成功的诱变育种需要：1）处理可用于筛选的大的植物群体；2）预期的特性突变率高；3）可以用视力诊断或简单测定鉴别突变的有效方法。 第二节诱变因素 在诱发突变中，有两类诱变剂被使用：物理的和化学的。物理的诱变剂有：1）紫外灯发出的紫外线（UV）照射；2）电磁辐射：X射线发生器发出的X射线；从放射性同位素钴60或铯137发出的?射线；3）微粒辐射：从核反应堆发出的热中子或慢中子；从放射性同位素磷32或硫35发出的β粒子（电子）。化学诱变剂主要用于种子繁殖植物。较常用的有：叠氮化物、秋水仙碱、烷化剂、碱基类似物等。 1.物理的诱变因素 物理诱变因素的辐射能对植物诱发化学反应，结果造成DNA结构的变化。这些变化如果在DNA中保持重复，证明是突变。 1.１紫外线的能量和穿透力低，能成功地用于处理花粉粒。 1.2电磁辐射和中子容易穿透植物组织。 1.3X射线：辐射源是X光机。X射线又称阴极射线，是一种电磁辐射，它不带电核，是一种 中性射线。一大部分的栽培作物用物理诱变剂诱发的突变是X射线辐射的结果。X射线的反应在有氧时会加强。 1.4?射线：辐射源是60Co和137Cs及核反应堆。?射线也是一种不带电荷的中性射线。应用于 植物育种的?射线照射装置有?照射室和?圃场，前者用于急性照射，后者用于慢性照射。 1.5中子：辐射源为核反应堆、加速器或中子发生器。根据中子能量大小分为超快中子、快中 子、中能中子、慢中子、热中子。在生物研究中，通常用慢中子或热中子。热中子处理比用X射线照射更少受干扰因素的影响，如氧的浓度或温度。对多数作物来说，包括苹果，中子是比X或?射线更有效的诱变剂。高密度中子主要造成氧独立的不可挽回的损害，包括染色体畸变。
杂交育种与诱变育种练习题
高一生物限时练 一、选择题（每空2分，共46分） 1．下列关于杂交育种、诱变育种叙述错误的是（） A．杂交育种的双亲可以是纯合子也可以是杂合子 B．杂交育种不同于基因工程育种的优势是可在不同种生物间进行 C．杂交育种能产生新的基因型，诱变育种能产生新基因 D．高产“黑农五号”大豆的培育、高产青霉菌株的选育都利用基因突变的原理 2．太空育种是指利用太空综合因素，如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是（） A．太空育种产生的突变总是有益的 B．太空育种产生的性状是不定向的 C．太空育种培育的植物是地球上原本不存在的 D．太空育种与其他诱变育种方法在本质上是不一样的 3．下列各项措施中能够产生新基因的是（） A．高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交 B．用花药离体培养得到单倍体植株 C．用X射线处理获得青霉素高产菌株 D．用秋水仙素处理二倍体西瓜得到四倍体 4.可获得无子西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦的方法分别是( ) ①诱变育种②杂交育种③单倍体育种④多倍体育种 A．①②④ B．④①② C．②①③ D．③①④ 5.有一种塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解为无毒物质，可以降解，不至于对环境造成严重的白色污染。培育专门吃这种塑料的“细菌能手”的方法是( ) A．杂交育种 B．诱变育种 C．单倍体育种 D．多倍体育种 6．有些植物的花为两性花（即一朵花中既有雄蕊，也有雌蕊），有些植物的花为单性花（即一朵花中只有雄蕊或雌蕊）。下列有关植物杂交育种的说法中，正确的是（） A．对两性花的植物进行杂交需要对父本进行去雄 B．对单性花的植物进行杂交的基本操作程序是去雄→套袋→授粉→套袋 C．无论是两性花植物还是单性花植物在杂交过程中都需要套袋 D．提供花粉的植株称为母本 7．小麦抗锈病（T）对易染病（t）为显性，易倒伏（D）对抗倒伏（d）为显性，这两对等位基因位于两对同源染色体上。现有抗病易倒伏和易染病抗倒伏的两个纯合品种，采取杂交育种方法培育既抗病 中筛选出的抗病抗倒伏植株处理的方法是（）又抗倒伏的高产品种。那么，对从F 2 A．杂交B．自交C．测交D．回交 8．要提高农作物产量，良种是保障。下列关于几种育种方法的叙述，错误的是（）A．培育优质新品种时，单倍体育种和杂交育种都要先通过杂交集优 B．选育玉米杂交种时，要通过一定的方法先得到纯种再杂交获得杂种 C．诱变育种能提高突变率，但不能控制基因突变的方向 D．进行多倍体育种时，加倍的染色体一定来自于一个物种 9．2017年7月，“太空灵芝”落地福州仙芝楼，填补了我国医用真菌空间育种的空白。下列相关叙述正确的是（） A．在菌株培育和选择过程中，种群的基因频率发生改变 B．太空环境作用下，“太空灵芝”成为一种新的物种 C．太空环境定向诱导后，可筛选出人们需要的性状 D．太空环境作用下，灵芝菌株只可能发生基因突变
诱变育种发展趋势
诱变育种技术的发展趋势 微生物诱变育种是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，从各种各样的变异体中筛选出产量高、性状优良的突变株，并且找到发挥这一突变株的最佳培养基和培养条件，使其在最适合的环境条件下合成高品质、高产量的有效产物。 诱变的主要目的是菌株尽量低死亡率的前提条件下尽量增加变异度，以期获得更多的变异菌株。 针对这方面，遗传育种工作者根据理化学科和空间科学的发展，并且结合多年经典诱变育种的知识经验，对其做了有益的补充。 菌种选育常用的诱变剂有：辐射源（x-、γ-射线、及紫外线等）、化学因子（5-氯尿嘧啶、亚硝酸、NTG等）、以及生物诱变剂（噬菌体、质粒等）。 生产菌株长期接受这些诱变剂处理，易造成产生菌生活力下降、代谢缓慢等缺点，同时也会导致产生菌对诱变剂的钝化现象。因而新的诱变因子的不断发现和应用，使得诱变技术得以不断的发展。 1）低能离子束的应用： 离子注入表面改性技术是在20世纪80年代中期在国外兴起的。它首先是应用于动、植物品种的改良。在20世纪90年代中前期，这一高新技术逐渐应用于微生物的菌种选育。 诱变机理：低能离子注入育种机理较为复杂，目前尚在探索阶段，中国科学院等离子物理研究所余增亮等[1]首先把这些作用机理总结为能量沉积、动量传递、离子注入和电荷交换。优点：操作方便，成效显著，其生物学效应相当于理化诱变相结合的复合诱变效应，可以在低损伤的条件下达到高突变的效果。增加了诱变育种的突变源，特别为那些钝化菌株提供了新的诱变途径。 应用实例：用离子注入法处理生产VC的2-酮基-L-古龙酸高产菌系，糖酸转化率提高了15%—20%。用此法诱变利福霉素产生菌得到对自身有高抗性的突变株，使其产量和效价均有显著的提高。 2）辐射技术在诱变上的新应用：（新辐射的选用） 选用新的辐射源比如：微波、激光、等离子体是近年来应用于微生物选 育的新技术之一。 微波是一种低能电磁辐射，它的生物学效应分为热效应和非热效应，通过采用分散低温干燥法，消除对诱变作用有负效应的热效应影响，选择适当的剂量、时间和样品的预处理，可达到引起微生物突变的效果。 激光是一种量子流，激光辐射通过产生光、热、压力、和电磁效应等综 合作用，直接或间接作用于微生物，从而引起DNA和RNA的改变。 等离子体育种技术是用N+、H+、Ar+等离子在特定的靶室中，以脉冲连续或间断辐射微生物体，使能量在微生物分子上沉积能量，从而达到遗传育种的目的。 这些方法的优点在于：为诱变育种引进了新的突变源，并且和现代物理学进展结合紧密，得到了电子计算机辅助，在剂量和时间上能做到精确性和可调控性。 应用实例：用激光和微波二者结合的方法得到一变异株HL-11，去甲基金霉素效价提高了65%。利用CO2激光对酿酒酵母菌进行辐射处理，经筛选得到乙醇产量增加了5%-10%的菌株5株。应用等离子体辐射技术于抗肿瘤抗生素柔红霉素产生菌——天兰淡红链霉菌经摇瓶筛选后，获得1株高产柔红霉素突变株137，在产生罐上应用，其柔红霉素效价较亲株高了25.8%。 3) 利用空间差异进行诱变育种 空间育种技术是随着航空技术的发展而逐步发展成的一种新的诱变育种技术。目前应用较少，但随着我国航空事业的进一步发展，这项技术必然会有更大的发展空间。 其机理在于：利用外太空特有的重力状态、气压状态、离子辐射等因素对微生物遗传物质造成变异。 优点在于：得到在地球上无法得到的一些变异菌株，大大的扩增微生物的变异范畴。