江汉湖第三版第十四章微生物资源开发与利用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
为什么学习微生物资源开发利用?
现代工业、农业已在大规模开发动植物资源 为人类服务。但是过度开发或不合理开发，造成 环境恶化，沙漠化加剧，动植物资源减少，同时 这使得微生物资源也在不断削减。有关这些引起 国际上各国政府的高度关注，提出了只有一个地 球的口号，提出要保护生物多样性，要保护环境， 并将可持续发展战略作为基本国策。
微生物是一类天然资源的公众意识远远没有 建立。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
第一节 微生物资源
一 微生物资源的特殊性 二 微生物资源开发利用 三 微生物资源的保护 四 微生物菌体食品 五 单细胞蛋白
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
生物资源的利用现状
类群 病毒 细菌 真菌 藻类 被子植物 鱼类 鸟类 哺乳动物
1.总体设计 总体设计是微生物资源开发利用的首要任务。还要考虑市场
变化、开发策略、自身现有基础等方面。往往还需要合作伙伴的 帮助。总体设计为防止目标相重，一套好的总体设计往往有几套 方案。 总体设计确定后，明确开发意图并贯彻始终。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
2、找到目的菌 总体设计一旦确定，核心问题就是千方百计尽早找到目
第十三章 微生物资源开发与利用
第一节 微生物资源 第二节 微生物酶 第三节 微生物风味物质 第四节 微生物与保健食品的筛选
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
微生物资源学是研究微生物资源及其合理开 发利用和保护的科学。是微生物、生物化学、分子生
物，医学、农学、化学、工程学等学科的边缘科学。
微生物资源学重点讨论微生物这一重要的资源， 它与人类的关系，开发利用的新成就，新技术及存在 的问题。开发利用的战略和策略，值得重点投入的领 域等。
5.微生物变异性大。这为人类改造它们提供了更大的 可能性。如最初青霉素产率0.01%,但经改造后达5 ％，提高500倍。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
一 微生物资源的特殊性
6.微生物资源的研究与开发比动植物晚。 微生物的资源开发还处于起步阶段，零 星、分散、不成体系
7.微生物能在极端环境下生存（高温、低温、 高酸、高盐）
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
二 微生物资源开发利用
微生物资源开发的真正兴起约50年，其中创新是开发的灵 魂。虽然微生物资源丰富，但开发的难度也不断加大，如20世纪 50年代有千分之一的几率，而现在只有万分之一的几率。
微生物资源开发利用程序： 总体设计、找到目的菌、效果试验、申请专利、菌种改良及发 酵工艺研究、以及报批、生产和市场等组成。
8.微生物是一个巨大的基因资源库。
9. 微生物潜力巨大，开发前景广阔，具有实际 或潜在用途或价值（如酿酒、食品、有机溶 剂、医药、工业、农业、环保等）
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
1992年联合国环发大会通过了《生物多样性公 约》。这是人类对保护生物多样性及其永续利用的 共同纲领。我国是该公约的缔约国之一。
的菌.所有的策略、路线、方法等都为这个中心服务。
原则如下（4个方面）：
1）菌种来源及分离： 世界微生物资料中心资料显示，目前至少有58个国家484
个菌种保藏中心，已保藏有80多万株，这是一个重要来源。 分离菌种可根据开发目标，选择取样地域、取样环境，取样 方法。
菌株分离法： 单菌株筛选纯培养； 混合菌筛选培养 例：选冶含硫矿砷金处理的微生物（铁硫杆菌、硫硫杆菌）
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
一 微生物资源的特殊性
1.人类发现微生物300年，最初认识都是引起疾病的病 原微生物，所以人类一开始是把它当作敌人，缺乏 全面认识。
2.微生物形体小，比表面积大。
3.代谢类型多，生长繁殖速度惊人。可提供多样化的 产品，又不宜受气候等因素影响。
4.种源丰富，未知者众。微生物的种类有多少目前还 未知。有人认为全世界描述的微生物还不到2％， 故开发潜力巨大。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
2）模型设计
微生物开发目的千差万别，但必须建立准确、快速、微量、 简便的筛选模型，尽快淘汰非目的菌。模型设计可根据作用机 制、代谢途径的靶位、目的化合物等设计初筛模型。
3）一菌多筛，增加菌的利用率和入选率，还可能找到用途更 大的非目的菌。这点对生物活性物质（微生物药）的开发尤为 重要，因为有时源自文库清楚我们要找的究竟是哪类微生物，而开发 意图在分离菌种时一般无法贯彻，因此常常要分离数以万计的 菌种。而如果只用一个模型往往找不到目的菌，造成浪费。
申请时机一般在确定某种新活性、新用途或新化 合物时立即申请。新菌种也可申请，但不同国家有不 同规定。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
4、菌种改良及基因工程
微生物资源开发利用在某种意义上讲是微生物 天然功能在人工控制条件下，按照人工的意志的重 演和高效表达。
4）高通量筛选和组合生化相结合。（高通量筛选在国外已广 泛使用，许多模型固定在各自不同的载体上，以机器人取样， 计算分析，提高筛选效率）。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
3、申请专利
专利是一个国家科技发展水平的标志之一，也是 一个单位无形资产的重要组成部分。
微生物资源开发包含重大的经济利益，同时也包 含重大的投入和风险。为了保护劳动成果，保护知识 产权，及时申请专利是绝对必要的。
生物资源三支柱，即动物、植物、微生物，其中微 生物是一类与动、植物资源不同、生产性能优越、 开发前景广阔的生物资源。 我国地大物博，微生物资源极为丰富。目前，据初步 统计，我 们知道的微生物还不到10％，利用的不到1％，可能有 90％未开发，这些都可叫做“新种”，有可能存在 新基因、能产生新产物和具有新用途。
已知种
5×103 4.7×103 6.9×104
4×104 2.5×105 1.9×104 9.2×103 4.17×103
估计种
1.3×105 4×104
1.5×106 6×104
2.7×105 2.1×104
1×104 4.3×103
已知种比例(%)
4 12 5 67 93 90 ～ 100 ～ 100
为什么学习微生物资源开发利用?
现代工业、农业已在大规模开发动植物资源 为人类服务。但是过度开发或不合理开发，造成 环境恶化，沙漠化加剧，动植物资源减少，同时 这使得微生物资源也在不断削减。有关这些引起 国际上各国政府的高度关注，提出了只有一个地 球的口号，提出要保护生物多样性，要保护环境， 并将可持续发展战略作为基本国策。
微生物是一类天然资源的公众意识远远没有 建立。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
第一节 微生物资源
一 微生物资源的特殊性 二 微生物资源开发利用 三 微生物资源的保护 四 微生物菌体食品 五 单细胞蛋白
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
生物资源的利用现状
类群 病毒 细菌 真菌 藻类 被子植物 鱼类 鸟类 哺乳动物
1.总体设计 总体设计是微生物资源开发利用的首要任务。还要考虑市场
变化、开发策略、自身现有基础等方面。往往还需要合作伙伴的 帮助。总体设计为防止目标相重，一套好的总体设计往往有几套 方案。 总体设计确定后，明确开发意图并贯彻始终。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
2、找到目的菌 总体设计一旦确定，核心问题就是千方百计尽早找到目
第十三章 微生物资源开发与利用
第一节 微生物资源 第二节 微生物酶 第三节 微生物风味物质 第四节 微生物与保健食品的筛选
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
微生物资源学是研究微生物资源及其合理开 发利用和保护的科学。是微生物、生物化学、分子生
物，医学、农学、化学、工程学等学科的边缘科学。
微生物资源学重点讨论微生物这一重要的资源， 它与人类的关系，开发利用的新成就，新技术及存在 的问题。开发利用的战略和策略，值得重点投入的领 域等。
5.微生物变异性大。这为人类改造它们提供了更大的 可能性。如最初青霉素产率0.01%,但经改造后达5 ％，提高500倍。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
一 微生物资源的特殊性
6.微生物资源的研究与开发比动植物晚。 微生物的资源开发还处于起步阶段，零 星、分散、不成体系
7.微生物能在极端环境下生存（高温、低温、 高酸、高盐）
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
二 微生物资源开发利用
微生物资源开发的真正兴起约50年，其中创新是开发的灵 魂。虽然微生物资源丰富，但开发的难度也不断加大，如20世纪 50年代有千分之一的几率，而现在只有万分之一的几率。
微生物资源开发利用程序： 总体设计、找到目的菌、效果试验、申请专利、菌种改良及发 酵工艺研究、以及报批、生产和市场等组成。
8.微生物是一个巨大的基因资源库。
9. 微生物潜力巨大，开发前景广阔，具有实际 或潜在用途或价值（如酿酒、食品、有机溶 剂、医药、工业、农业、环保等）
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
1992年联合国环发大会通过了《生物多样性公 约》。这是人类对保护生物多样性及其永续利用的 共同纲领。我国是该公约的缔约国之一。
的菌.所有的策略、路线、方法等都为这个中心服务。
原则如下（4个方面）：
1）菌种来源及分离： 世界微生物资料中心资料显示，目前至少有58个国家484
个菌种保藏中心，已保藏有80多万株，这是一个重要来源。 分离菌种可根据开发目标，选择取样地域、取样环境，取样 方法。
菌株分离法： 单菌株筛选纯培养； 混合菌筛选培养 例：选冶含硫矿砷金处理的微生物（铁硫杆菌、硫硫杆菌）
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
一 微生物资源的特殊性
1.人类发现微生物300年，最初认识都是引起疾病的病 原微生物，所以人类一开始是把它当作敌人，缺乏 全面认识。
2.微生物形体小，比表面积大。
3.代谢类型多，生长繁殖速度惊人。可提供多样化的 产品，又不宜受气候等因素影响。
4.种源丰富，未知者众。微生物的种类有多少目前还 未知。有人认为全世界描述的微生物还不到2％， 故开发潜力巨大。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
2）模型设计
微生物开发目的千差万别，但必须建立准确、快速、微量、 简便的筛选模型，尽快淘汰非目的菌。模型设计可根据作用机 制、代谢途径的靶位、目的化合物等设计初筛模型。
3）一菌多筛，增加菌的利用率和入选率，还可能找到用途更 大的非目的菌。这点对生物活性物质（微生物药）的开发尤为 重要，因为有时源自文库清楚我们要找的究竟是哪类微生物，而开发 意图在分离菌种时一般无法贯彻，因此常常要分离数以万计的 菌种。而如果只用一个模型往往找不到目的菌，造成浪费。
申请时机一般在确定某种新活性、新用途或新化 合物时立即申请。新菌种也可申请，但不同国家有不 同规定。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
4、菌种改良及基因工程
微生物资源开发利用在某种意义上讲是微生物 天然功能在人工控制条件下，按照人工的意志的重 演和高效表达。
4）高通量筛选和组合生化相结合。（高通量筛选在国外已广 泛使用，许多模型固定在各自不同的载体上，以机器人取样， 计算分析，提高筛选效率）。
江汉湖第三版第十四章微生物资源 开发与利用
3、申请专利
专利是一个国家科技发展水平的标志之一，也是 一个单位无形资产的重要组成部分。
微生物资源开发包含重大的经济利益，同时也包 含重大的投入和风险。为了保护劳动成果，保护知识 产权，及时申请专利是绝对必要的。
生物资源三支柱，即动物、植物、微生物，其中微 生物是一类与动、植物资源不同、生产性能优越、 开发前景广阔的生物资源。 我国地大物博，微生物资源极为丰富。目前，据初步 统计，我 们知道的微生物还不到10％，利用的不到1％，可能有 90％未开发，这些都可叫做“新种”，有可能存在 新基因、能产生新产物和具有新用途。
已知种
5×103 4.7×103 6.9×104
4×104 2.5×105 1.9×104 9.2×103 4.17×103
估计种
1.3×105 4×104
1.5×106 6×104
2.7×105 2.1×104
1×104 4.3×103
已知种比例(%)
4 12 5 67 93 90 ～ 100 ～ 100