第六章微生物诱变育种
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微生物菌种的选育和保藏--诱变育种
四、诱变育种
2 诱变育种基本过程 ➢诱变处理： ➢诱变剂的处理方式： ✔单因子处理：采用单一诱变剂处理出发菌株； ✔复合因子处理：两种以上诱变因子共同诱发菌体突变，包括①两种或多种 诱变剂先后使用；②同一种诱变剂的重复使用；③两种或多种诱变剂的同时使用。 ➢诱变剂的处理方法： ✔直接处理方法：将菌悬液用物理、化学因子处理，然后涂平板分离突变株； ✔生长过程处理法：适用于诱变作用强而杀菌率较低的诱变剂，或在分裂过 程中只对DNA起作用的诱变剂，如NTG、LiCl、 秋水仙碱等；方法：可将诱变剂 加入培养基后涂平板；或先把培养基制成平板，将一定浓度的诱变剂和菌体加入平 板； 或摇瓶振荡培养处理；
四、诱变育种
2 诱变育种基本过程 ➢ 制备单孢子(或单细胞)悬液： ➢ 目的：获得单孢子(或单细胞)均匀的悬液；
➢ 原因: 分散状态的细胞可以均匀地接触诱变剂，又可避免长出不纯菌落；
➢ 方法:✔菌龄:对数期细胞、刚成熟的孢子母菌细胞悬浮液的浓度为106个/mL、
四、诱变育种
2 诱变育种基本过程 ➢ 突变株的分离与筛选： ➢ 筛选方案:
➢ 筛选方法： ✔初筛：a.随机筛选：也称摇瓶筛选；随机挑选的平板菌落进行摇瓶筛选； b.平板菌落预筛：在培养皿上诱变后从试样检出突变体的一种
琼脂平板筛选法,有纸片培养显色法、透明圈法、琼脂块培养法等; ✔复筛:对突变株的生产性能作比较精确的定量测定工作，代表方法：琼脂
放线 菌或细菌的浓度为108个/ mL左右;
✔菌悬液配制方法:离心洗涤前培养物，用冷生理盐水或缓冲液制备菌悬 液，放在盛有玻璃珠的三角瓶内振荡10min,令其分散，用无菌脱脂棉或滤纸过滤。 通过菌体计数，调整菌悬液的浓度供诱变处理。
四、诱变育种
2 诱变育种基本过程 ➢ 诱变处理： ➢ 诱变剂种类的选择：物理诱变剂和化学诱变剂 ✔物理诱变剂：紫外线、χ射线、γ射线、等离子、快中子、ɑ射线、β射线、 超声波等； ✔化学诱变剂: 碱基类似物、烷化剂、羟胺、吖定类化合物等； ➢ 最适诱变剂量选择： ✔诱变剂剂量表示方式：a.UV的剂量指强度与作用时间的乘积； b.化学诱变剂剂量：诱变剂的浓度和作用 时间的乘 积来表示； c.在育种实践中，常以杀菌率来作诱变剂 的相对剂量； ✔最适诱变剂量确定：a.依据：最适剂量应该使所希望得到的突变株在存活 群体中占有最大的比例； b.方法：通过比较剂量--存活率曲线和剂量-
2020学年高中生物第6章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种与诱变育种课件新人教版必修2
第1节 杂交育种与诱变育种
自主学习·新知全解
知识点一 杂交育种 1．过程(以高产抗病小麦品种的选育为例)
2．概念、原理和应用 (1)概念理解：
(2)原理：_基__因__重__组___。
(3)
[问题导学] 1．杂交育种与杂种优势的含义相同吗？ 2．杂交育种是否一定要从F2开始筛选？是否一定要连续多代自交？举例说 明。 提示： 1.不相同，杂交育种是在杂交后代中选留符合要求的个体进一步培 育，直至获得稳定优良性状的新品种；杂种优势主要利用杂种F1的优良性状， 并不要求遗传上的稳定。 2．不一定，如培育杂合子品种，可选亲本杂交得到的F1即可。
命题热点·课堂讲练
命题点一 杂交育种与诱变育种 利用纯合的二倍体高秆抗锈病(DDTT)水稻和矮秆不抗锈病(ddtt)水稻
进行育种时，一种方法是杂交得到 F1，F1 再自交得到 F2；另一种方法是用 F1 的花 粉进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应的植株。下列叙述不正确的是
() A．前一种方法所得的 F2 中重组类型占 3/8 或 5/8 B．后一种方法突出优点是可以明显缩短育种年限 C．前一种方法的原理是基因重组，后一种方法的原理是染色体变异 D．两种方法最后得到的植株体细胞中的染色体组数相同 [我的答案] ________
解析： 杂交育种因为亲本是双显性和双隐性，得到的 F2 中重组类型占 6/16， 即 3/8。后一种是单倍体育种，最大的优点是明显缩短育种年限。前一种是杂交育 种，原理是基因重组，单倍体育种原理是染色体变异。杂交育种最后得到的植物 体细胞中含 2 个染色体组，单倍体幼苗含有 1 个染色体组，但秋水仙素使其加倍 后恢复成 2 个染色体组。
A．④过程中运用的遗传学原理是基因重组 B．②过程需要通过逐代自交来提高纯合率 C．①过程需要用秋水仙素处理萌发的种子 D．②过程提高了突变率从而缩短了育种年限
自主学习·新知全解
知识点一 杂交育种 1．过程(以高产抗病小麦品种的选育为例)
2．概念、原理和应用 (1)概念理解：
(2)原理：_基__因__重__组___。
(3)
[问题导学] 1．杂交育种与杂种优势的含义相同吗？ 2．杂交育种是否一定要从F2开始筛选？是否一定要连续多代自交？举例说 明。 提示： 1.不相同，杂交育种是在杂交后代中选留符合要求的个体进一步培 育，直至获得稳定优良性状的新品种；杂种优势主要利用杂种F1的优良性状， 并不要求遗传上的稳定。 2．不一定，如培育杂合子品种，可选亲本杂交得到的F1即可。
命题热点·课堂讲练
命题点一 杂交育种与诱变育种 利用纯合的二倍体高秆抗锈病(DDTT)水稻和矮秆不抗锈病(ddtt)水稻
进行育种时，一种方法是杂交得到 F1，F1 再自交得到 F2；另一种方法是用 F1 的花 粉进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应的植株。下列叙述不正确的是
() A．前一种方法所得的 F2 中重组类型占 3/8 或 5/8 B．后一种方法突出优点是可以明显缩短育种年限 C．前一种方法的原理是基因重组，后一种方法的原理是染色体变异 D．两种方法最后得到的植株体细胞中的染色体组数相同 [我的答案] ________
解析： 杂交育种因为亲本是双显性和双隐性，得到的 F2 中重组类型占 6/16， 即 3/8。后一种是单倍体育种，最大的优点是明显缩短育种年限。前一种是杂交育 种，原理是基因重组，单倍体育种原理是染色体变异。杂交育种最后得到的植物 体细胞中含 2 个染色体组，单倍体幼苗含有 1 个染色体组，但秋水仙素使其加倍 后恢复成 2 个染色体组。
A．④过程中运用的遗传学原理是基因重组 B．②过程需要通过逐代自交来提高纯合率 C．①过程需要用秋水仙素处理萌发的种子 D．②过程提高了突变率从而缩短了育种年限
微生物诱变育种的基本过程
微生物诱变育种的基本过程
一、筛选目的菌株
在开始微生物诱变育种之前，首先要确定育种的目标，并从中筛选出具有潜在优良性状的目的菌株。
这一步通常需要利用各种生理生化实验和分子生物学技术，对大量菌株进行初步的筛选和鉴定。
二、诱变处理
在确定了目的菌株之后，接下来需要进行诱变处理。
诱变处理通常包括化学诱变和物理诱变两种方式。
化学诱变使用化学诱变剂处理菌株，而物理诱变则利用物理因素（如紫外线、X射线、中子等）处理菌株。
这些诱变因素可以引起菌株基因的突变，进而产生新的性状。
三、突变体的筛选
经过诱变处理后，大量菌株中会存在各种突变体。
为了获得具有优良性状的目标突变体，需要进行筛选。
这一步通常采用各种筛选方法，如单菌落挑取法、稀释涂布平板法等，将突变体从大量菌株中分离出来。
同时，需要通过各种生理生化实验和分子生物学技术，对突变体的性状进行鉴定和筛选。
四、遗传稳定性检测
在筛选出目标突变体后，需要对其遗传稳定性进行检测。
遗传稳定性是指突变体在繁殖过程中，是否能够保持其优良性状的稳定性。
这一步通常采用连续繁殖法和稳定性测定法等方法进行检测，以保证突变体的优良性状能够在后代中得到保留。
五、生产能力测定
最后一步是测定突变体的生产能力。
生产能力是指突变体在实际生产过程中，能否产生足够的产物并保持稳定的产量。
这一步通常采用发酵实验和产物分离纯化等方法进行测定，以保证突变体在实际生产中具有实用价值。
微生物 诱变育种
见光的能量而被激活。
紫外损伤的光复活作用
DNA损伤的修复
切补修复 切补修复是在内切核酸酶、
外切核酸酶、DNA聚合酶以及 连接酶的协同作用下将嘧啶 二聚体酶切除去，继而重新 合成一段正常的DNA链以填补 酶切所留下的缺口，使损伤 的DNA分子恢复正常的修复方 式。由于整个过程不依赖于 可见光，所以切补修复也称 暗修复。切补修复几乎存在 于所有的微生物中。
也可用长了菌落的平板直接照射。 一般照射剂量4~10万伦琴。
此外还能引起染色体畸变，即因 染色体断裂引起染色体的倒位、 缺损和重组等。但发生了染色体
断裂的细胞常常不稳定。
化学诱变因素
化学诱变剂用量很少，诱变时设
备简单，只要一般实验室的玻璃 器皿就行，所以其应用发展较快。
碱基类似物
碱基类似物是指与DNA结构中的四种碱基 A、T、G、C在化学结构上相似的一类物 质。如5-溴尿嘧啶（BU）和5-溴脱氧尿
紫外损伤的切补修复
紫外线照射的操作方法
在暗室中安装的15瓦紫外线灯管最 好装有稳压装置，以求剂量稳定。
处理时，可将5毫升菌悬液放在直径 5厘米的培养皿中，置磁力搅拌器上， 使培养皿底部离灯管30厘米左右， 培养皿底要放平，处理前应先开灯 20~30分钟预热稳定。照射时启动磁 力搅拌器，以求照射均匀。
诱变育种
第一节基因突变
突变泛指细胞内（或病毒颗粒 内）的遗传物质的分子结构或 数量突然发生的可遗传的变化。
突变往往导致产生新的等位基 因及新的表现型。狭义的突变 专指基因突变，也称点突变， 而广义的突变则包括基因突变 和染色体畸变。
突变的几率一般很低，约为106~10-9。
突变是工业微生物产生变种 的根源，是育种的基础，但 也是菌种发生退化的主要原 因。
紫外损伤的光复活作用
DNA损伤的修复
切补修复 切补修复是在内切核酸酶、
外切核酸酶、DNA聚合酶以及 连接酶的协同作用下将嘧啶 二聚体酶切除去，继而重新 合成一段正常的DNA链以填补 酶切所留下的缺口，使损伤 的DNA分子恢复正常的修复方 式。由于整个过程不依赖于 可见光，所以切补修复也称 暗修复。切补修复几乎存在 于所有的微生物中。
也可用长了菌落的平板直接照射。 一般照射剂量4~10万伦琴。
此外还能引起染色体畸变，即因 染色体断裂引起染色体的倒位、 缺损和重组等。但发生了染色体
断裂的细胞常常不稳定。
化学诱变因素
化学诱变剂用量很少，诱变时设
备简单，只要一般实验室的玻璃 器皿就行，所以其应用发展较快。
碱基类似物
碱基类似物是指与DNA结构中的四种碱基 A、T、G、C在化学结构上相似的一类物 质。如5-溴尿嘧啶（BU）和5-溴脱氧尿
紫外损伤的切补修复
紫外线照射的操作方法
在暗室中安装的15瓦紫外线灯管最 好装有稳压装置，以求剂量稳定。
处理时，可将5毫升菌悬液放在直径 5厘米的培养皿中，置磁力搅拌器上， 使培养皿底部离灯管30厘米左右， 培养皿底要放平，处理前应先开灯 20~30分钟预热稳定。照射时启动磁 力搅拌器，以求照射均匀。
诱变育种
第一节基因突变
突变泛指细胞内（或病毒颗粒 内）的遗传物质的分子结构或 数量突然发生的可遗传的变化。
突变往往导致产生新的等位基 因及新的表现型。狭义的突变 专指基因突变，也称点突变， 而广义的突变则包括基因突变 和染色体畸变。
突变的几率一般很低，约为106~10-9。
突变是工业微生物产生变种 的根源，是育种的基础，但 也是菌种发生退化的主要原 因。
高中生物必修二第六章第1节《杂交育种与诱变育种》(共28张PPT)(完美版课件)
①人工诱导多倍体育种 ②人工诱变
③单倍体育种 ④用适当浓度的生长素诱导
A．①④
B．②③
C．③④
D．①②
B 10. 下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是 （） ①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 ②
我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，
培育出抗虫棉 ③我国科学家通过返回式卫星搭载种
D 答案：[
]
B 7．通过诱变育种培育的是（
）
A.三倍体无子西瓜 B.青霉素高产菌株
C.二倍体无子番茄 D.八倍体小黑麦
8．根据遗传学原理，能迅速获得新品种
C 的育种方法是（ A.杂交育种
） B.多倍体育种
C.单倍体育种
D.诱变育种
达标测评
9. 在生产实践和科研中，欲获得无子果实，可利用的方
A 法有（ ）
称为单__倍___体__育种.其优点是___明__显__缩___短__育___种__年__限.
达标测评 ⑶叫由_③__培多__育_倍_出_体_⑥_的__常。用依方据法的是原用_理_秋_是___水__染__仙__色____素__体__处__变__理__异_,形。成的⑥
达标测评
B 3、杂交育种所依据的主要遗传学原理是（ ）
子培育出太空椒 ④我国科学家通过体细胞克隆技术
培养出克隆牛
A. ① C. ①②③
B. ①② 达标测评
D. ②③④
今天你学到了什么？ 1.育种 2.杂交育种 概念、原理、实例、流程、优缺点 3.诱变育种 概念、原理、实例、流程、优缺点
展望： 定向改变生物的性状。基因工程，细胞
工程等
每个人都有潜在的能量，只是很容易被习惯所掩盖，被时间所迷离，被惰性所消磨。把命运寄托在自己身上，这是这个世界上最美妙的心思。为此努力，拼搏，不舍 满了魔鬼，学会控制他。如果你还认为自己还年轻，还可以蹉跎岁月的话，你终将一事无成，老来叹息。在实现理想的路途中，必须排除一切干扰，特别是要看清那 气，免百日之忧信心、毅力、勇气三者具备，则天下没有做不成的事改变自己是自救，影响别人是救人。当你感到无助的时候，还有一种坚实的力量可以依靠，那就 想未来是妄想，最好把握当下时刻。幸福不在得到多，而在计较少。改变别人，不如先改变自己。一个人能走多远，要看他有谁同行；一个人有多优秀，要看他有谁 要看他有谁相伴。同样的一瓶饮料，便利店里2块钱，五星饭店里60块，很多的时候，一个人的价值取决于所在的位置。忙碌是一种幸福，让我们没时间体会痛苦； 实地感受生活；疲惫是一种享受，让我们无暇空虚。10、我是世界上独一无二的，我一定会成功！成功者往往有个计划，而失败者往往有个托辞。成功者会说：“我 者说：那不是我的事。成功三个条件：机会；自己渴望改变并非常努力；贵人相助亿万财富买不到一个好的观念；好的观念却能让你赚到亿万财富。一个讯息从地球 0.05秒，而一个观念从脑外传到脑里却需要一年，三年甚至十年。要改变命运，先改变观念。人生的成败往往就在于一念之差。鸟无翅膀不能飞，人无志气不成功。 一个人不成功是因为两个字——恐惧。一个会向别人学习的人就是一个要成功的人。人要是惧怕痛苦，惧怕种种疾病，惧怕不测的事情，惧怕生命的危险和死亡，他 格的完善是本，财富的确立是末。傲不可长，欲不可纵，乐不可极，志不可满。在人之上，要把人当人；在人之下，要把自己当人。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍 之至也，不精不诚，不能动人。我觉得坦途在前，人又何必因为一点小障碍而不走路呢？对时间的慷慨，成功不是将来才有的，而是从决定去做的那一刻起，持续累 困约，而败于奢靡。企业家收获着梦想，又在播种着希望；原来一切辉煌只代表过去，未来永远空白。一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人，只要还抱有希望 翼，为何一生匍匐前进，形如蝼蚁世界上只有想不通的人，没有走不通的路。世上那有什么成功，那只是努力的另一个代名词罢了。所谓英雄，其实是指那些无论在 去的人。微笑不用本钱，但能创造财富。赞美不用花钱，但能产生气力。分享不用过度，但能倍增快乐。微笑向阳，无畏悲伤。我们不知道的事情并不等于没发生， 表不存在。我们渴望成功，首先要志在成功。我要让未来的自己为现在的自己感动。想哭就哭，想笑就笑，不要因为世界虚伪，你也变得虚伪了。小鸟眷恋春天，因 价值。笑对人生，能穿透迷雾；笑对人生，能坚持到底；笑对人生，能化解危机；笑对人生，能照亮黑暗。学在苦中求，艺在勤中练。不怕学问浅，就怕志气短。一 切成就都缘于一个梦想和毫无根据的自信。永远不要嘲笑你的教师无知或者单调，因为有一天当你发现你用瞌睡来嘲弄教师实际上很愚蠢时，你在社会上已经碰了很 话少胜过多言；坦率胜过伪装，自然胜过狡辩；心静何来多梦，苦索不如随缘。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。最可怕的不是有人比你 还比你更努力。最有希望的成功者，并不是才干出众的人而是那些最善利用每一时机去发掘开拓的人。昨天如影——记
③单倍体育种 ④用适当浓度的生长素诱导
A．①④
B．②③
C．③④
D．①②
B 10. 下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是 （） ①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 ②
我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，
培育出抗虫棉 ③我国科学家通过返回式卫星搭载种
D 答案：[
]
B 7．通过诱变育种培育的是（
）
A.三倍体无子西瓜 B.青霉素高产菌株
C.二倍体无子番茄 D.八倍体小黑麦
8．根据遗传学原理，能迅速获得新品种
C 的育种方法是（ A.杂交育种
） B.多倍体育种
C.单倍体育种
D.诱变育种
达标测评
9. 在生产实践和科研中，欲获得无子果实，可利用的方
A 法有（ ）
称为单__倍___体__育种.其优点是___明__显__缩___短__育___种__年__限.
达标测评 ⑶叫由_③__培多__育_倍_出_体_⑥_的__常。用依方据法的是原用_理_秋_是___水__染__仙__色____素__体__处__变__理__异_,形。成的⑥
达标测评
B 3、杂交育种所依据的主要遗传学原理是（ ）
子培育出太空椒 ④我国科学家通过体细胞克隆技术
培养出克隆牛
A. ① C. ①②③
B. ①② 达标测评
D. ②③④
今天你学到了什么？ 1.育种 2.杂交育种 概念、原理、实例、流程、优缺点 3.诱变育种 概念、原理、实例、流程、优缺点
展望： 定向改变生物的性状。基因工程，细胞
工程等
每个人都有潜在的能量，只是很容易被习惯所掩盖，被时间所迷离，被惰性所消磨。把命运寄托在自己身上，这是这个世界上最美妙的心思。为此努力，拼搏，不舍 满了魔鬼，学会控制他。如果你还认为自己还年轻，还可以蹉跎岁月的话，你终将一事无成，老来叹息。在实现理想的路途中，必须排除一切干扰，特别是要看清那 气，免百日之忧信心、毅力、勇气三者具备，则天下没有做不成的事改变自己是自救，影响别人是救人。当你感到无助的时候，还有一种坚实的力量可以依靠，那就 想未来是妄想，最好把握当下时刻。幸福不在得到多，而在计较少。改变别人，不如先改变自己。一个人能走多远，要看他有谁同行；一个人有多优秀，要看他有谁 要看他有谁相伴。同样的一瓶饮料，便利店里2块钱，五星饭店里60块，很多的时候，一个人的价值取决于所在的位置。忙碌是一种幸福，让我们没时间体会痛苦； 实地感受生活；疲惫是一种享受，让我们无暇空虚。10、我是世界上独一无二的，我一定会成功！成功者往往有个计划，而失败者往往有个托辞。成功者会说：“我 者说：那不是我的事。成功三个条件：机会；自己渴望改变并非常努力；贵人相助亿万财富买不到一个好的观念；好的观念却能让你赚到亿万财富。一个讯息从地球 0.05秒，而一个观念从脑外传到脑里却需要一年，三年甚至十年。要改变命运，先改变观念。人生的成败往往就在于一念之差。鸟无翅膀不能飞，人无志气不成功。 一个人不成功是因为两个字——恐惧。一个会向别人学习的人就是一个要成功的人。人要是惧怕痛苦，惧怕种种疾病，惧怕不测的事情，惧怕生命的危险和死亡，他 格的完善是本，财富的确立是末。傲不可长，欲不可纵，乐不可极，志不可满。在人之上，要把人当人；在人之下，要把自己当人。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍 之至也，不精不诚，不能动人。我觉得坦途在前，人又何必因为一点小障碍而不走路呢？对时间的慷慨，成功不是将来才有的，而是从决定去做的那一刻起，持续累 困约，而败于奢靡。企业家收获着梦想，又在播种着希望；原来一切辉煌只代表过去，未来永远空白。一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人，只要还抱有希望 翼，为何一生匍匐前进，形如蝼蚁世界上只有想不通的人，没有走不通的路。世上那有什么成功，那只是努力的另一个代名词罢了。所谓英雄，其实是指那些无论在 去的人。微笑不用本钱，但能创造财富。赞美不用花钱，但能产生气力。分享不用过度，但能倍增快乐。微笑向阳，无畏悲伤。我们不知道的事情并不等于没发生， 表不存在。我们渴望成功，首先要志在成功。我要让未来的自己为现在的自己感动。想哭就哭，想笑就笑，不要因为世界虚伪，你也变得虚伪了。小鸟眷恋春天，因 价值。笑对人生，能穿透迷雾；笑对人生，能坚持到底；笑对人生，能化解危机；笑对人生，能照亮黑暗。学在苦中求，艺在勤中练。不怕学问浅，就怕志气短。一 切成就都缘于一个梦想和毫无根据的自信。永远不要嘲笑你的教师无知或者单调，因为有一天当你发现你用瞌睡来嘲弄教师实际上很愚蠢时，你在社会上已经碰了很 话少胜过多言；坦率胜过伪装，自然胜过狡辩；心静何来多梦，苦索不如随缘。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。最可怕的不是有人比你 还比你更努力。最有希望的成功者，并不是才干出众的人而是那些最善利用每一时机去发掘开拓的人。昨天如影——记
第六章诱变育种
2. 出发菌株的选择
⑴ 选择纯种作为出发菌株 ⑵ 选择具备一定生产能力或某些特性的菌株为出发菌株
⑶ 选择出发菌株应考虑其稳定性
⑷ 选择连续诱变过的作为出发菌株 ① 选择在表型上有改变，并伴随产量有显著提高的菌株。
② 选择具有增变基因变异的菌株作为出发菌株。
⑸ 选择出发菌株的其他因素
如：产孢子较多、不产或少产色素、生活能力强、 生长速度快、周期短以及糖氮利用快、耐消泡、粘度小
酵母菌：106个/mL。
菌悬液制备方法 ⑴细 菌 预培养 同步化 经20-24h培养的斜面移接到盛有基本培养 基的摇瓶中35-37℃培养到对数期。 3-6℃培养1h 在同步化的菌液中加入一定浓度的Pu、Py 或酵母膏，继续培养20-60min，置于2℃下 保藏10min，离心洗涤，用预冷的缓冲液或 生理盐水制成悬液，加入玻璃珠振荡10min， 用无菌脱脂棉或滤膜过滤，调整浓度，备 用。
后培养的重要作用
后培养是指诱变后的菌悬液不直接涂平板分离，
而是立即转移到营养丰富的培养基中培养数代。目的：
①是诱变处理后发生的突变，通过DNA修复、繁殖，
才能形成一个稳定突变体；
②使各种表型都有充分表达的机会，避免表型延迟现 象。
2. 温度、pH、氧气等外界条件对诱变效应的影响
温度的影响： 随着菌种特性和诱变剂种类不同而异。化 学诱变因子的反应速度在一定范围内随着温度的提高而加 速。 pH效应： 化学诱变剂作用时，需要在最适的、稳定pH值 范围才表现出良好的诱变效应。某些诱变剂在不同pH值下 会形成不同分解产物，如亚硝基胍，在pH 6.0时可分解成 亚硝酸，在pH 8.0以上，会形成重氯甲烷，因而产生不同 的诱变效应。 供氧情况：一些辐射因子和紫外线的诱变效应与供氧有密 切的关系，如 x 射线辐射大肠杆菌时，在相同剂量条件下， 供氧充足时，与 DNA 作用剧烈，损伤力大，反之则损伤小。
微生物育种――诱变育种
微生物育种――诱变育种微生物育种――诱变育种摘要分析了近几年国内外对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机理进行总结。
从物理诱变、化学诱变方面的诱变效应和作用机制及育种在酶制剂、抗生素、氨基酸、维生素及杀虫剂等高产菌种选育中的应用；对该技术与空间技术的结合在微生物菌种选育中的应用前景进行了分析。
关键词诱变微生物育种展望诱变育种是通过诱变剂的处理提高菌种突变的几率，从中筛选出具有优良特性的变异菌株，也是通过诱发基因突变为手段的微生物育种技术。
1927年发现X射线具有增加突变率的效应；1944年发现氮芥子气的诱变效应；其后，人们陆续发现了许多物理的和化学诱变因素。
诱变育种其操作简便，突变率高，突变谱也广，不仅提高产量，改良质量还可以扩大产品的品种和简化工艺条件，随着新的诱变因子不断发现和筛选体系进一步的完善，微生物的诱变育种有了开展。
一、诱变方法物理诱变1、紫外照射：是诱发微生物突变的常用的非常有用的物理诱变方法之一，紫外辐射的作用有许多解释，比拟确定的作用是能够使DNA 分子形成嘧啶二聚体，阻碍碱基也碱基之间正常配对。
2、电离辐射：是电离生物学上有高能量的产生电离作用，应用最广泛的电离射线之一，可直接或间接的变化DNA 结构。
直接效应可以氧化脱氧核糖的碱基，间接效应是使水或有机分子产生自由基。
3、激光：是一种光量子流，能量密度高、靶点小而且单色性与方向性都好的光微粒。
这种辐射通过产生光、热等效应的综合应用，直接、间接影响有机体，从而引起细胞染色体畸变效应和酶的激活与钝化。
4、微波：是一种有较强生物效应的低能电磁辐射，对生物体有热效应或非热效应。
热效应指它能引起生物体局部温度上升，非热效应是在其作用下，生物体产生非温度关系的各种反响。
所以，微波也被用作多个领域的诱变育种。
化学诱变1、烷化剂：诱发突变中一类相当有效的化学诱变剂，引起DNA 复制碱基配对的转换而遗传变异。
常用的烷化剂都有甲基磺酸乙酯、亚硝基胍或硫酸二乙酯等。
微生物诱变育种的方法
微生物诱变育种的方法微生物，这小小的生物世界里的居民，有着大大的能量。
而诱变育种呢，就像是给微生物来一场奇妙的变身之旅。
物理诱变是一种常见的法子。
紫外线就像是微生物世界的严厉教官。
微生物们在紫外线的照射下，就如同小士兵接受艰苦的训练。
紫外线那强烈的能量，会打乱微生物内部的基因结构。
比如说一些细菌，原本规规矩矩地按照自己的基因蓝图进行生长繁殖，紫外线一照，就像打乱了建筑图纸一样，基因里的一些部分发生了错乱。
有的微生物在这错乱中就产生了新的特性，也许原本不会产生某种特殊酶的，经过紫外线照射后就有了这种能力。
还有X射线，这可是更厉害的家伙。
如果把微生物比作是一个精密的小机器，X射线就像一把强力的干扰器。
它能深深钻进微生物的内部，对基因进行破坏和重组。
就像把小机器里的一些零件拆下来又重新组装，只不过这里是在基因层面。
有的微生物经X射线诱变后，抗逆性变强了。
原本在稍微恶劣一点的环境里就奄奄一息的，现在能坚强地活下去，而且还活得挺好。
化学诱变也不甘示弱。
化学诱变剂就像是给微生物的基因施魔法的小巫师。
像亚硝酸，它悄悄地接近微生物的基因，把基因里的一些碱基偷偷换掉。
这就好比在密码锁上换了几个密码数字，整个密码锁的开锁方式就可能完全变了。
微生物的基因表达也就随之改变。
一些霉菌经过亚硝酸诱变后，产孢子的能力可能大大增强，原本产一点点孢子的，现在像开了挂一样大量产孢子。
再说说碱基类似物，它们是伪装高手。
它们混入微生物的基因大厦里，伪装成正常的碱基。
可是一旦到了基因复制的时候，就开始捣乱了。
就像一个假零件混进了真零件堆里，在机器组装的时候就会出问题。
这种捣乱会导致基因复制出错，从而产生突变。
有的酵母菌经过碱基类似物的诱变后，发酵能力变得超强，能产生更多的酒精或者其他有用的代谢产物。
复合诱变就像是给微生物来一套组合拳。
先给微生物来点物理诱变，就像先给它一个下马威，打乱它的基因阵脚。
然后再用化学诱变，进一步在混乱的基因里搞点新花样。
诱变育种
n
单一因子处理： 复合因子处理：
两种以上因素 先后使用 同时使用 单一因子重复使 用
简便有效的诱变方法：
l
紫外线的照射最为方便。 化学诱变剂的种类、浓度和处理方法尤其是中止 反应的方法很多，实际工作时可参看有关书籍。一种 较有效的简易处理方法的大致操作步骤是：先在平板 上涂上出发菌株细胞，然后在平板上均匀地放上几颗 很小的诱变剂颗粒（也可放吸有诱变剂溶液的滤纸 片），经培养后，在制菌圈的边缘挑取若干突变菌落， 分别制成悬浮液，然后将其涂在一般平板表面使长出 许多单菌落，最后可用影印培养法或逐个检出法
活菌计数 性能初测
菌种纯化 诱变处理 平板涂布
性能精测
制备斜面孢子
活菌计数
初筛
复筛 放大试验
传代稳定性实验 菌种保藏 并用于生产
诱变育种的基本过程：
选择选择合适的出发菌株 ↓ 制备待处理的菌悬液 ↓ 诱变处理 ↓ 筛选 ↓ 保藏和扩大试验
(一)出发菌株的选择
1．自然界新分离的野生型菌株，对诱变处理较敏感， 容易达到好的效果。 2．在生产中经生产选种得到的菌株与野生型较相像， 也是良好的出发菌株。 3 ．每次诱变处理都有一定提高的菌株，往往多次诱 变能积累较多的提高。 4．出发菌株开始时可以同时选 2～ 3株，在处理比较 后，将更适合的出发菌株留作继续诱变。
n
n
n
物理诱变剂：射线如紫外线、X—射线、 γ—射线，快中子； 物理因素中目前使用得最方便而且十分有效 的是紫外线。许多高产菌株的选育都用过紫 外线，对于一般实验室、中小型工厂都适用， 也很安全。 其他的几种射线都是电离性质的，有一定的 穿透力，一般都由专业人员在专门的设备中 使用，否则有一定危险性。
第一轮：
第六章微生物诱变育种
1诱变前对出发菌株的了解菌落类型2了解菌种的特性及其与生产性能的关系3了解影响菌种生长繁殖的主要原因4了解菌种有效产物中的各组分在代谢合成过程中与培养条件的关系5建立准确简便快速检测产物的方法6研究最佳的菌种保藏培养基和培养条件原始菌株出发菌株细胞或孢子悬液制备活细胞计数诱变剂处理活细胞计数中间培养突变株分离生产性能试验诱变预备处理用来进行育种处理的起始菌株称为出发菌株
土曲霉
土曲霉
链霉菌
不明显 4.7
31.0 35.0 6.06 1.78 12.5
氮芥+紫外线
紫外线+γ射线
11.0
43.6
金色链霉菌 (2U-84)
二乙烯 三胺 硫酸二 乙酯 紫外线
紫外线
二乙稀三胺+紫外线 硫酸二乙酯+紫外线
26.6 35.86
灰色链霉菌 (JIC-1)
9.8
紫外线+可见光照射1次 紫外线+可见光照射6次
微生物特异性平板检测方法
制作：王洪刚 李斯深
31
饱浸含某种指示 剂的固体培养基 的滤纸片变色圈
固体培养基中渗入溶解性 差、可被特定菌利用的营 养成分，造成不透明的培 养基背景。菌落利用此物 质形成透明圈。
指示剂直接掺入或喷洒固 体培养基，菌落周围形成 变色圈。如淀粉的平皿上 喷上稀碘液
待筛选的菌株能 分泌产生某些能 利用一些有特别营养要 抑制工具菌生长 求的微生物作为工具菌， 的物质 如待筛选菌具有该营养 物的前体转化成营养物 能力，工具菌就能围绕 该菌生长
32
突变株的筛选：
（1）产量突变株的筛选：琼脂块培养法 （2）抗药性突变株的筛选：梯度平板法 （3）营养缺陷型突变株的筛选：影印平板 法等 （4）形态、色素、酶活性和拮抗性等变异 菌株的筛选
土曲霉
土曲霉
链霉菌
不明显 4.7
31.0 35.0 6.06 1.78 12.5
氮芥+紫外线
紫外线+γ射线
11.0
43.6
金色链霉菌 (2U-84)
二乙烯 三胺 硫酸二 乙酯 紫外线
紫外线
二乙稀三胺+紫外线 硫酸二乙酯+紫外线
26.6 35.86
灰色链霉菌 (JIC-1)
9.8
紫外线+可见光照射1次 紫外线+可见光照射6次
微生物特异性平板检测方法
制作：王洪刚 李斯深
31
饱浸含某种指示 剂的固体培养基 的滤纸片变色圈
固体培养基中渗入溶解性 差、可被特定菌利用的营 养成分，造成不透明的培 养基背景。菌落利用此物 质形成透明圈。
指示剂直接掺入或喷洒固 体培养基，菌落周围形成 变色圈。如淀粉的平皿上 喷上稀碘液
待筛选的菌株能 分泌产生某些能 利用一些有特别营养要 抑制工具菌生长 求的微生物作为工具菌， 的物质 如待筛选菌具有该营养 物的前体转化成营养物 能力，工具菌就能围绕 该菌生长
32
突变株的筛选：
（1）产量突变株的筛选：琼脂块培养法 （2）抗药性突变株的筛选：梯度平板法 （3）营养缺陷型突变株的筛选：影印平板 法等 （4）形态、色素、酶活性和拮抗性等变异 菌株的筛选
请说明微生物诱变育种的一般流程
请说明微生物诱变育种的一般流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!微生物诱变育种是一种广泛应用的生物技术，通过诱导微生物产生遗传变异，进而筛选出具有优良性状的新菌株。
微生物诱变育种ppt课件
微生物诱变育种
理想的工业生产菌种必须具备： 1. 遗传性状稳定 2. 纯净无污染 3. 繁殖力强、生长速度快、短时间内能产生所需产物 4. 能诱变产生遗传性变异 5. 具有产量高、收得率高
第一节 诱变育种的步骤
• 出发菌株的选择
• 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
2. 最佳剂量的选择： 经长期诱变后的高产菌株、遗传性状不太稳定的菌株， 宜用较温和的诱变剂和较低剂量处理。
要筛选具有特殊性状的菌株、较大幅度提高产量的菌株， 则用强诱变剂和高剂量处理。
对野生低产菌株，开始用高剂量，然后逐步用低剂量处 理。对多核细胞菌株，用高剂量处理。
四、诱变处理方式
诱变处理方式： 单因子处理：是采用单一诱变剂处理（一般突变率低） 复合因子处理：是指采用两种以上诱变因素处理（突变率高） 分下列几种情况：
连续诱变育种过程中如何选择出发菌株? 突变株的产量是数量遗传，只能逐步累加，一次性大幅度提 高发酵水平不太容易。 在选择出发菌株时，应挑选每代诱变处理后均有一些表型上 改变的菌株，如发酵单位有一定程度的提高、形态上发生过 一次变异或产生过回复突变的菌株等，以利于突变率的增加
灰黄霉素高产菌D-756诱变系谱菌株表型变异与产量递增的关系
一、出发菌株
对出发菌株的要求： 1. 对诱变因素敏感，变异幅度大，正突变率高 2. 具有一定生产能力 3. 具有有利性状，如生长速度快、营养要求低以及产孢子 早而多的菌株
4. 有时可考虑选择已发生其他变异的菌株作为出发菌株。 5. 采用一类被称为“增变菌株”的变异菌株，它们对诱变 剂的敏感性比原始菌株大为提高，更适宜作为出发菌株。 6. 在选择产核苷酸或氨基酸的出发菌株时，应考虑能累积 少量所需产物或其前体的菌株; 而在选择产抗生素的出发 菌株时，最好选择已通过几次诱变并发现每次的效价都 有一定程度提高的菌株作为出发菌株。
理想的工业生产菌种必须具备： 1. 遗传性状稳定 2. 纯净无污染 3. 繁殖力强、生长速度快、短时间内能产生所需产物 4. 能诱变产生遗传性变异 5. 具有产量高、收得率高
第一节 诱变育种的步骤
• 出发菌株的选择
• 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
2. 最佳剂量的选择： 经长期诱变后的高产菌株、遗传性状不太稳定的菌株， 宜用较温和的诱变剂和较低剂量处理。
要筛选具有特殊性状的菌株、较大幅度提高产量的菌株， 则用强诱变剂和高剂量处理。
对野生低产菌株，开始用高剂量，然后逐步用低剂量处 理。对多核细胞菌株，用高剂量处理。
四、诱变处理方式
诱变处理方式： 单因子处理：是采用单一诱变剂处理（一般突变率低） 复合因子处理：是指采用两种以上诱变因素处理（突变率高） 分下列几种情况：
连续诱变育种过程中如何选择出发菌株? 突变株的产量是数量遗传，只能逐步累加，一次性大幅度提 高发酵水平不太容易。 在选择出发菌株时，应挑选每代诱变处理后均有一些表型上 改变的菌株，如发酵单位有一定程度的提高、形态上发生过 一次变异或产生过回复突变的菌株等，以利于突变率的增加
灰黄霉素高产菌D-756诱变系谱菌株表型变异与产量递增的关系
一、出发菌株
对出发菌株的要求： 1. 对诱变因素敏感，变异幅度大，正突变率高 2. 具有一定生产能力 3. 具有有利性状，如生长速度快、营养要求低以及产孢子 早而多的菌株
4. 有时可考虑选择已发生其他变异的菌株作为出发菌株。 5. 采用一类被称为“增变菌株”的变异菌株，它们对诱变 剂的敏感性比原始菌株大为提高，更适宜作为出发菌株。 6. 在选择产核苷酸或氨基酸的出发菌株时，应考虑能累积 少量所需产物或其前体的菌株; 而在选择产抗生素的出发 菌株时，最好选择已通过几次诱变并发现每次的效价都 有一定程度提高的菌株作为出发菌株。
人教版高中生物必修二第六章第1节《杂交育种与诱变育种》(共22张PPT)
自由组合定律 2、如何判断显隐性？
F1表现出来的性状
3、若要选择的品种是双隐性、一隐一显、双显，如 何得到纯合子？
若要选择的品种是双隐性，F2中的类型直接选择； 若要选择的品种是一隐一显、双显，需连续自交不 再发生性状分离为止。
•
9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。2021/8/112021/8/11Wednesday, August 11, 2021
“三系杂交稻” “二系杂交稻” “超级杂交稻”
李登海
玉米之父
选育的紧凑型玉米新品种 掖单13号在2004年2月20日 荣获国家科技进步一等奖
杂交育种
原理：基因重组
方法：杂交→自交→选优 自交 杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，
优那点有：没使有位能于出不现同意个想体不上到的的多结个果优，良并性且状需集要中时于间一相个 对要短个的体育上种，方即法“呢集？优”,能产生新的基因型。具有 杂种优势。
需要几代？5-6代
DdTt
选优 F2 高抗
自交
选优 F3
高不抗 矮抗 矮不抗 ddTT ddTt
连续自交，直至不出现 性状分离为止。
ⅹ
中国黄牛
中国荷斯坦牛 荷斯 坦牛与我国黄牛杂交选 育后逐渐形成的优良种。 泌乳期可达305天，年产 乳量可达6300kg以上。
荷斯坦牛
你知道我国在杂交育种方面的哪些伟大成就？ 水稻之父
优点：能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得 更多的优良变异类型。
缺点：难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合； 有利变异少，须大量处理实验材料。
应用：太空作物的培育 、青霉菌的选育等。
F1表现出来的性状
3、若要选择的品种是双隐性、一隐一显、双显，如 何得到纯合子？
若要选择的品种是双隐性，F2中的类型直接选择； 若要选择的品种是一隐一显、双显，需连续自交不 再发生性状分离为止。
•
9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。2021/8/112021/8/11Wednesday, August 11, 2021
“三系杂交稻” “二系杂交稻” “超级杂交稻”
李登海
玉米之父
选育的紧凑型玉米新品种 掖单13号在2004年2月20日 荣获国家科技进步一等奖
杂交育种
原理：基因重组
方法：杂交→自交→选优 自交 杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，
优那点有：没使有位能于出不现同意个想体不上到的的多结个果优，良并性且状需集要中时于间一相个 对要短个的体育上种，方即法“呢集？优”,能产生新的基因型。具有 杂种优势。
需要几代？5-6代
DdTt
选优 F2 高抗
自交
选优 F3
高不抗 矮抗 矮不抗 ddTT ddTt
连续自交，直至不出现 性状分离为止。
ⅹ
中国黄牛
中国荷斯坦牛 荷斯 坦牛与我国黄牛杂交选 育后逐渐形成的优良种。 泌乳期可达305天，年产 乳量可达6300kg以上。
荷斯坦牛
你知道我国在杂交育种方面的哪些伟大成就？ 水稻之父
优点：能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得 更多的优良变异类型。
缺点：难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合； 有利变异少，须大量处理实验材料。
应用：太空作物的培育 、青霉菌的选育等。
第6章-诱变育种
整个筛选工作分两步比较好。 第一步为初筛阶段:选出菌株数目要多,但准确性 要求不高，基本可以不让高产变异菌株遗漏,又可以减 少许多工作量。 一般采用一些方法加以简化，如利用形态突变直接淘 汰低产变异菌株，或利用平皿反应直接挑取高产变异菌 株等。 平皿反应是指每个变异菌落产生的代谢产物与培养 基内的指示物在培养基平板上作用后表现出一定的生理 效应，如变色圈、透明圈、生长圈、抑菌圈等，这些效 应的大小表示变异菌株生产活力的高低，以此作为筛选 的标志。 常用的方法有纸片培养显色法、养
由于在发生了突变尚未表现出来之前，有 一个表现延迟的过程，即细胞内原有酶量的稀
释过程(生理延迟)，需3代以上的繁殖才能将
突变性状表现出来。这个过程对今后的筛选和 获得稳定菌株都是极为重要的。
方法
让变异处理后细胞在液体培养基中培养几小时， 以让细胞的遗传物质复制，让细胞繁殖几代，以 得到纯的变异细胞。这样，隐性的变异就会显现 出来，若不经液体培养基的中间培养，直接在平
较倾向于采用较低剂量。
3、诱变处理方式
在诱变育种时，有时可根据实际情况，采用多种
诱变剂复合处理的办法。复合处理方法主要有三
类：第一类是两种或多种诱变剂先后使用；第二
类是同一种诱变剂的重复使用；第三类是两种或 多种诱变剂的同时使用。如果能使用不同作用机
制的诱变剂来做复合处理，可能会取得更好的诱
变效果。诱变剂的复合处理常呈现一定的协同效
诱变育种
（一）诱变育种的一般步骤和方法 出发菌株 同步培养
使菌细胞处于相同或接近的生理状态
单细胞（或单孢子）菌悬液的制备
单细胞或单孢子的意义
酵母或霉菌孢子106 /ml 、细菌108 /ml
诱变剂的选择及其剂量的确定
工业微生物诱变育种
四．摇瓶液体培养
常规随机筛选的全过程，都要通过摇瓶培养，而 平板菌落筛选是经过平板菌落预筛后，弃去大量 低产菌株，被挑选的菌落移入试管斜面，然后再 迸行摇瓶液体培养；才艳逐步地筛选出高产菌株。
产物活性测 定
一．琼脂平板活性圈法
二．滤纸片法
三．琼脂薄层纸片法
○ 筛选菌种为一种重复性和计量性的工作，所 以必须应用统什方法。区别并肯定其产量上 的差异。以便迸行下轮育种的评估。
处理具体方法
一．直接处理方式，将菌悬液用物理、化学因子处 理，然后分离，直接处理是最常用的方式。
二．生长过程处理，适用于诱变作用强的而杀菌率 较低的诱变剂，或在分裂过程中只对DNA起作 用的诱变剂，如NTG、秋本仙碱等。
六．影响突变体的因素
七．菌种遗传特性不同
八．菌体细胞壁结构
○ 丝状菌孢子壁的厚度及表面的蜡质会阻碍诱变剂渗人细胞，减弱与 DNA的作用。一般加大诱变剂量，效果会好一些。有的微生物细胞壁 含有蜡质，常用一定浓度的洗衣粉、脂肪酶处理，除去蜡质，提高诱变 效果。
解除反馈抑制筛选模型 一二．初筛来用大通量的琼脂块法 一三．结合饰变育种
原生质体作为诱变材料
制备原生质体，用0.6％纤维素酶+0.6%蜗牛酶处理 3h， 0.6％ NaCI＋0.3%CaCl2作稳定剂，可获得 原生质体。采用麸皮＋琼脂粉作为再生培养基。
将菌体制备成原生质体后，用UV、和He-Ne，激光 进行诱变。经筛选发现，原生质体对诱变剂的敏感 性要比孢子大得多。
实践证明并非所有的诱变剂对某个出发菌株都是有效的。一种 诱变剂对A菌株有较高的诱变效应；对B菌株则可能相反。不 同微生物对同一种诱变剂敏感性有很大区别。
01
选择诱变剂
选择诱变剂时要注意选择专一性比较强的诱变剂。
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• （２）多次诱变而提高产量的菌株中，更容易出现负突变。
• （３）形态变异与生产性能变异在剂量上规律不完全一致， 形态突变往往发生在偏大剂量上，而且形态突变多产生Байду номын сангаас突 变． • 因此，在诱变育种工作中，目前比较倾向于采用较低的剂量。
最适的诱变剂量
凡在高诱变率的基础上既能扩大变异幅度，又能 促使变异移向正变范围的剂量，就是合适的剂量。
常用诱变剂有两大类：物理诱变剂和化学诱变剂。
●常用的物理诱变剂有紫外线、x射线、γ射线(如
Co60等)、等离子、快中子、α射线、β射线、超 声波等。
●常用的化学诱变剂有碱基类似物、烷化剂、羟胺、
吖定类化合物等。
诱变剂的选择
1 ．碱基类似物和羟胺具有很高的特异性，但很少使用，其 原因是回复突变率高，效果不大。 2 ．亚硝酸和烷化剂应用的范围较广，造成的遗传损伤较多。 其中亚硝基胍和甲基磺酸乙酯常被称为“超诱变剂”，甲 基磺酸乙酯是毒性最小的诱变剂之一。 3．吖啶类诱变剂可以造成生化代谢途径的完全中断。 4 ．紫外线仍十分有效。电离辐射是造成染色体巨大损伤的 最好诱变剂，它能造成不可回复的缺失突变。但它可能影 响邻近基因的性能。
诱变剂的选择
根据菌种特性和遗传稳定性来选择诱变剂
• 如：对遗传性状稳定的出发菌株，可采用未使用
过、突变谱较宽的、诱变频率高的强诱变剂进行
复合处理。 • 对遗传性状不稳定的出发菌株，可采用温和诱变 剂或曾经处理过有效的诱变剂继续处理。
17
诱变剂的选择
参考出发菌株原有的诱变系谱来选择诱变剂
18
• 选择诱变剂的原则：
2
第一节 诱变育种的试验设计和准备工作
1、诱变前对出发菌株的了解（菌落类型）
2、了解菌种的特性及其与生产性能的关系
3、了解影响菌种生长繁殖的主要原因 4、了解菌种有效产物中的各组分在代谢合成过程 中与培养条件的关系 5、建立准确、简便、快速检测产物的方法 6、研究最佳的菌种保藏培养基和培养条件
• 要求制得的菌悬液浓度：
• 霉菌孢子或酵母菌细胞的浓度大约为106107个／ml，放线菌和细菌的浓度大约为108 个／ml。
• 菌悬液的细胞浓度可用平板计数法、血球 计数板或光密度法测定，但以平板计数法 较为准确。
四、诱变处理
1、选择合适的诱变剂 2、确定诱变剂使用剂量 3、选择诱变方法
１、选择合适的诱变剂
土曲霉
土曲霉
链霉菌
不明显 4.7
31.0 35.0 6.06 1.78 12.5
氮芥+紫外线
紫外线+γ射线
11.0
43.6
金色链霉菌 (2U-84)
二乙烯 三胺 硫酸二 乙酯 紫外线
紫外线
二乙稀三胺+紫外线 硫酸二乙酯+紫外线
26.6 35.86
灰色链霉菌 (JIC-1)
9.8
紫外线+可见光照射1次 紫外线+可见光照射6次
• 这些菌株已有一定的生产性状，对生产环境有较 好的适应性，正突变的可能性也很大。 (3)已经历多次育种处理的菌株 • 这些菌株的染色体已有较大的损伤，某些生理功 能或酶系统有缺损，产量性状已经达到了一定水 平。它们负突变(即产量或质量性状向差的方向改 变)的可能性很大，可以正突变的位点已经被利用 了，继续诱变处理很可能导致产量下降甚至死亡。
3、诱变处理方法
（１）、紫外线和光照复活的交替处理
• 应用光照复活现象能使紫外线诱变作用得 到显著增强。 • 一次紫外线处理后，光照复活一次，突变 率降低；但是，增加剂量再次用紫外线照 射处理，光照复活后，突变率提高了。若 多次进行该处理，则突变率增加更大。
（２）诱变剂复合处理
• 诱变育种中还常常采取诱变剂的复合处理。 因为每种诱变剂有各自的作用方式，引起 的变异有局限性，复合处理则可扩大突变 的位点范围，使它们产生协同效应，获得 正突变菌株的可能性增大，因此，诱变剂 复合处理的效果往往好于单独处理.
3
第二节
诱变育种的步骤和方法
原始菌株（出发菌株）
细胞或孢子悬液制备
诱变预备处理
活细胞计数 诱变剂处理 活细胞计数 中间培养
突变株分离
初筛 复筛 生产性能试验
诱 变 育 种 的 一 般 步 骤
一、出发菌株的选择
用来进行育种处理的起始菌株称为出发
菌株。
合适的出发菌株就是通过育种能有效地提 高目标产物产量及质量的菌株 首先应考虑出发菌株是否具有特定生产性 状的能力或潜力。
的单倍体、单核细胞，即菌悬液的细胞应尽可能
达到同步生长状态——生理活性一致，称为同步
培养。 细胞的生理状态对诱变处理会产生很大的影响。 细菌在对数期诱变处理效果较好；霉菌或放线菌 的分生孢子一般都处于休眠状态，所以培养时间
的长短对孢子影响不大，但稍加萌发后的孢子则
可提高诱变效率。
• 细菌一般要求培养至对数生长期，此时群 体生长状态比较同步，比较容易变异，重 复性较好。
复合处理的方式
• 复合处理有几类：
• 一类是两种或多种诱变剂的先后使用；
• 第二类是同一种诱变剂的重复使用；
• 第三类是两种或多种诱变剂的同时使用。
诱变因子的复合处理及其协同效应
单独处理 菌种 诱变剂 紫外线 X射线 氮芥 (0.1%) 紫外线 紫外线 γ射线 突变率(%) 21.3 19.7 复合处理 诱变剂 X射线+紫外线 突变率(%) 42.8
因此，应让变异处理后细胞在液体培养基中培养 几小时，使细胞的遗传物质复制，繁殖几代，以 得到纯的变异细胞。这样，稳定的变异就会显现 出来。 若不经液体培养基的中间培养，直接在平皿上分 离就会出现变异和不变异细胞同时存在于一个菌 落内的可能，形成混杂菌落，以致造成筛选结果 的不稳定和将来的菌株退化。
• 如亚硝基胍诱变时作用于复制叉处，生长 旺盛的细胞中复制叉点较多，碱基类似物 也在此时期比较容易进入DNA链中。
同步培养
• 霉菌处理使用分生孢子，应该将分生孢子 在液体培养基中短时间培养，使孢子孵化， 处于活化状态，并恰好未形成菌丝体，易 于诱变。
三、单细胞(或单孢子) 悬液的制备
目的：细胞可均匀地接触诱变剂，同时避免长出不纯菌落。 这一步的关键是制备一定浓度的分散均匀的单细胞或 单孢子悬液。 在实际工作中，要得到均匀分散的细胞悬液，方法是 先用玻璃珠振荡分散，再用脱脂棉或滤纸过滤，处理后 分散度可达90％以上，这样，可以保证菌悬液均匀地接 触诱变剂，获得较好诱变效果。 菌悬液一般可用生理盐水或缓冲溶液配制，如果是用 化学诱变剂处理，因处理时pH值会变化，必须要用缓冲 溶液。
含突变株
强抗性 弱抗性 中抗性 利用梯度平板法筛选抗代谢类似物突变株，可达到定向培育的目的
（3）营养缺陷型突变株的筛选
筛选方法: 诱变→淘汰野生型→检出→鉴定营养缺陷型 • ①诱变 • ②淘汰野生型: 抗生素法、菌丝过滤法 • ③检出缺陷型： 同一平板——夹层培养、限量补充 不同平板——逐个检出、影印接种 • ④鉴定营养缺陷型：生长谱法
• 在选用理化因素作诱变剂时 ，在同样效果 下，应选用最简便的因素；而在同样简便
的条件下，应选用最高效的因素。
２、选择合适的诱变剂量
• 要确定一个合适的诱变剂量，通常要进行多次试验。根据对 紫外线、X射线和乙烯亚胺等诱变效应的研究结果，发现 （１）正突变较多地出现在偏低的剂量中，而负变则较多地 出现于偏高的剂量中；
微生物特异性平板检测方法
制作：王洪刚 李斯深
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饱浸含某种指示 剂的固体培养基 的滤纸片变色圈
固体培养基中渗入溶解性 差、可被特定菌利用的营 养成分，造成不透明的培 养基背景。菌落利用此物 质形成透明圈。
指示剂直接掺入或喷洒固 体培养基，菌落周围形成 变色圈。如淀粉的平皿上 喷上稀碘液
待筛选的菌株能 分泌产生某些能 利用一些有特别营养要 抑制工具菌生长 求的微生物作为工具菌， 的物质 如待筛选菌具有该营养 物的前体转化成营养物 能力，工具菌就能围绕 该菌生长
• （4）形态、色素、酶活性和拮抗性等变异 菌株的筛选
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第三节 营养缺陷型突变体的筛选及应用
●
营养缺陷型菌株是指通过诱变而产生
的缺乏合成某些营养物质(如氨基酸、维 生素、嘌呤和嘧啶碱基等)的能力，必须 在其基本培养基中加入相应缺陷的营养
物质才能正常生长繁殖的变异菌株。其
变异前的菌株称为野生菌株。
第六章 工业微生物诱变育种
微生物菌种选育： 应用微生物遗传和变异理论，用 人工方法(或自然)造成变异，再经过 筛选以得到人们所需菌种的过程 。
诱变育种：
是指利用物理或化学诱变剂处理均匀分 散的微生物细胞群，促进其突变频率大幅 度提高，然后设法采用简便、快速和高效 的筛选方法，从中挑选少数符合育种目的 的突变株，以供生产实践或科学实验之用。
一、出发菌株的选择
1、出发菌株的来源：主要有三方面
(1)自然界直接分离到的野生型菌株 • 这些菌株的特点是它们的酶系统完整，染色体或 DNA未损伤，但它们的生产性能通常很差（这正是 它们能在大自然中生存的原因）。通过诱变育种，
它们正突变(即产量或质量性状向好的方向改变)
的可能性大。
(2)经历过生产条件考验的菌株
9.7 16.6
五、中间培养
表型延迟：指某一突变在DNA复制和细胞分裂后， 才在细胞表型上显示出来，造成不纯的菌落。 表型延迟现象的出现是因为对数期细胞往往是多 核的，很可能一个核发生突变，而另一个核未突变， 若突变性状是隐性的，在当代并不表现出来，在筛 选时就会被淘汰；若突变性状是显性的，那么，在 当代就表现出来，但在进一步传代后，就会出现分 离现象，造成生产性状衰退。 所以应尽可能选择孢子或单倍体的细胞作为诱变 对象。
六、分离和筛选