菌种选育

菌种选育
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发酵工艺学
第三节杂交育种
杂交育种的简介 杂交育种的方法 杂交育种方法的要点

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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
杂交育种
两个不同基因型的菌株通过结合或原生质体 融合使遗传物质重新组合，再从中分离和筛 选出具有新性状的菌株。 杂交育种是通过品种间杂交，创造变异，选 育新品种的方法。 杂交育种是目前国内外运用的最普遍最有效 的一种育种方法。 杂交育种近缘杂交和远缘杂交（重点讲后者）

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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
杂交育种方法—原生质体融合法


发酵玉米秸秆水解液产酒精 的酵母融合子制备 原生质体融合的一般步骤
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第二章
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发酵工艺学
酵母融合子的制备
发酵工艺学
单细胞（孢子）悬浮液的制备
菌落形态
单菌落的培养
产物
目的菌的筛选
发酵试验
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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
自然选育的要点
原材料的选取 目的菌筛选指标

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第二章
菌种选育
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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
谷氨酸合成途径
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第二章
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发酵工艺学
谷氨酸合成代谢示意图
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第二章
菌种选育
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出发菌 孢子悬浮液/单细胞 诱变剂 诱变处理 平皿培养挑选单菌落 摇瓶初筛 筛选方案的设计 诱变条件
保藏菌种
摇瓶复筛 稳定性
放大生产试验
生命科学与技术学院 第二章 菌种选育
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发酵工艺学
诱变育种的要点

诱变剂 （1）诱变剂的选择 （2）诱变条件（强度、作用时间） 突变菌株筛选方案的设计 （1）制定筛选的目标(高产、生长速度、色素 的消除等） （2）突变菌株的筛选（随机筛选、理化性筛选）

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第二章
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发酵工艺学
自然选育(selection of spontancous mutation)

也称自然分离，是指对微生物细胞群体不经 过人工处理而直接进行筛选的育种方法。
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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
自然选育的优缺点
优点：菌种来源广，资源丰富 局限：工作量大，自然突变机率小，不易筛 选到理想的目的菌株

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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
作业

实验室欲筛选一株降解纤维能力较强的菌株， 请你拟定一个自然筛选的详细方案。
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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
根霉孢子悬浮液的制备
诱变剂强度
NaNO2
紫外光诱变
诱变剂的作用时间
突变菌株的筛选
筛选指标
突变菌株发酵试验
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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
诱变育种的一般步骤
酿酒酵母D-12 A+B-
无细胞壁D-12
去细胞壁
PEG
酶液
酵母P01 A-B+ 无细胞壁P01
细胞壁再生 A+B+融合子 筛选
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第二章
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发酵工艺学
原生质体杂交的一般步骤
原生体的制备（去除细胞壁） 原生质体的融合（40%PEG促融） 细胞壁再生（涂布在能使细胞壁再生的培养 基上） 融合子的筛选（选择性培养基） 目的融合子发酵试验
发酵工艺学
自然选育的目的
防止菌株衰退（从有到优） 选育出新性状菌株（从无到有）

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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
自然选育的方法
以酒用耐酸性酵母的自然选育为例 自然选育的一般步骤 自然选育的要点

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第二章
菌种选育

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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
原生质体融合的技术要点





亲本的选择（互补型） 菌体的前处理（溶壁酶的选择） 菌体的培养时间 融合剂的浓度 融合剂作用的时间 阳离子浓度 融合的温度及体系的pH值等 细胞壁再生培养基的配制 目的融合子筛选培养基
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发酵工艺学
第二章工业微生物的菌种选育
自然选育 诱变育种（重点、难点） 杂交育种 分子育种（前沿）


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（4学时）
第二章 菌种选育
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发酵工艺学
第一节 自然选育
一、菌种衰退 （一）菌种衰退的现象 （二）菌种衰退的原因 （三）防止菌种衰退的措施 二、自然选育 （一）自然选育的目的 （二）自然选育的方法 （三）自然选育的优缺点 作业
第二章
菌种选育
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发酵工艺学
第二节诱变育种
诱变育种的概念 诱变育种的方法 诱变育种的要点 诱变育种的优缺点 作业
Baidu Nhomakorabea
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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
诱变育种

利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生 物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后 设法采用简便、快速、高效的筛选方法，从 中挑选少数符合目的的突变株，以供生产科 研之用。
发酵工艺学
方案
谷氨酸棒杆菌B1
诱变
亚销基胍
选择培养基
初筛
基本培养基+甘油 +乙醛酸+琥珀酰COA
发酵试验
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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
诱变育种的要点
诱变剂（强度、时间） 筛选方案的设计

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第二章
菌种选育
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第二章 菌种选育
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发酵工艺学
第四节分子育种
分子育种的概念 分子育种的步骤 分子育种的技术要点

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发酵工艺学
分子育种

指的是在经典遗传学和现代分子生物学、分 子遗传学理论指导下，将现代生物技术手段 整合于经典遗传育种方法中，结合表现型和 基因型筛选，培育优良新品种。

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第二章
菌种选育
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发酵工艺学
菌种衰退的原因
基因突变 连续传代 不适宜的培养和保藏条件

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第二章
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发酵工艺学
防止衰变的措施
1. 控制传代次数 2. 创造良好的培养条件 3. 利用不易衰退的细胞移种传代 4．采用有效的菌种保藏方法 5. 讲究菌种选育技术 6. 定期进行分离纯化
生命科学与技术学院 第二章 菌种选育
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发酵工艺学
菌种衰退的现象
1. 菌落和细胞形态改变； 2. 生长速度缓慢，产孢子越来越少； 3.代谢产物生产能力的下降，即出现负突变； 4. 致病菌对宿主侵染能力下降； 5. 对外界不良条件（包括低温、高温或噬菌 体侵染等）抵抗能力的下降等
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诱变育种的优缺点
优点：突变率高 局限：随机、遗传性质不稳定

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发酵工艺学
作业

请用诱变法诱变一株青霉素高产菌，请写出详细 实验方案。(提示：半胱氨酸和缬氨酸 是青霉素 母核的前体）
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发酵工艺学
酒用耐酸酵母的自然选育
菌落、菌体形态 酵母的分离 曲子 、糟子 、窖底泥 、窖皮泥、黄浆水
菌体形态
单菌落酵母
平板培养或划线培养
耐酸性
耐酸酵母的筛选
产酒量
产酒精实验
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第二章
菌种选育
自然选育的一般步骤
取样
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发酵工艺学
分子杂交的技术要点
目的基因的获取（基因库) 目的基因的扩增（引物的设计、PCR反应条 件） 载体的选择 重组子的连接 重组子的转化（感受态细胞的制备、转化温 度、时间） 重组子的筛选

生命科学与技术学院 第二章 菌种选育
亲本：酵母P01 和酿酒酵母D-12 原理：酵母P01 能发酵木糖（戊糖）产乙醇， 酿酒酵母D-12能发酵葡萄糖（六糖）产乙醇， 融合得到即能发酵木糖又能发酵葡萄糖的融 合子。 方法：用PEG促融

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第二章
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发酵工艺学
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发酵工艺学
理化性筛选
以谷氨酸棒杆菌的生物缺陷型菌株的筛选为例 谷氨酸合成途径： （1）α-酮戊二酸 +NH4+NADH 谷氨酸+NAD+H2O (2) α-酮戊二酸 +氨基酸 谷氨酸+酮酸 代谢调控机制：谷氨酸终产物反馈抑制 目的：解除谷氨酸终产物反馈抑制---降低谷氨酸的浓度 思路：筛选细胞膜通透性大的突变菌株----生物素缺陷型菌株 方案：
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第二章
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发酵工艺学
诱变育种的方法
以酒曲根霉诱变育种为例 诱变育种的一般步骤

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发酵工艺学
酒曲根霉诱变育种
目的 通过诱变提高酒曲根霉低聚糖酶活力 方法 采用化学试剂和紫外诱变 诱变过程
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第二章
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发酵工艺学
分子育种的一般步骤
目的基因的获取 目的基因的体外扩增
PCR
目的基因与载体的连接
重组DNA转入宿主细胞
目的DNA的筛选 重组子的发酵试验
载体性质
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第二章
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