工业发酵菌种选育

土霉素产生菌产大量泡沫
泡沫减少
红霉素产生菌不耐噬菌体
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耐噬菌体
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三、菌种选育的重要指标：
菌种的营养特征 菌种的生长温度 菌种的适应性 菌种的稳定性 产物的得率和产物的浓度 产物回收难易
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四、常用的菌种选育方法
1. 自然选育 2. 诱变育种 3. 杂交育种 4. 基因工程育种
藻类工 厂
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二 微生物的代谢产物
1. 初级代谢产物 2. 次级代谢产物 3. 转化产物
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初级代谢和次级代谢关系
产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物 初级代谢是次级代谢的基础 次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展
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1、初级代谢产物
❖ 是指微生物通过代谢活动所产生的、 自身生长和繁殖所必需的物质，
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常用的名词 ❖自发突变和诱发突变 ❖突变率 ❖正向变异（有益于生产的变异） ❖负向变异（不利于生产的变异） ❖衰退（菌种发生了负向变异） ❖复壮（使衰退的菌种恢复原有的优良性能）
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1、自然选育
❖定义 ❖目的 ❖特点 ❖操作步骤
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1）定义
指利用微生物在一定条件下产生自发突变， 通过分离、筛选排除衰变型菌落，从中选择 正向变异菌株的过程。
纯种分离 划线、稀释与组织分离
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菌种筛选 纯种鉴定、生产能力考查
其他鉴定 毒性试验
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采样 ❖采样对象 ❖采样季节 ❖采样方式
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① 采样对象—土壤
❖细菌和放线菌
一般园田土和耕作过的沼泽土
❖酵母和霉菌
富含碳水化合物的土壤和沼泽地中,如一些野果生长 区和果园内
❖采样的对象也可以是植物、腐败物品、某 些水域等。
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3、酵母菌
工业上用的酵母菌 啤酒酵母 假丝酵母 类酵母
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生产应用
酿酒 面包 低凝固点石油 脂肪酶 酵母菌体蛋白
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4、霉菌
藻状 根霉、毛霉、 菌纲 犁头霉， 子囊 红曲霉 菌纲 半知 曲霉、青霉 菌类
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产品
酶制剂 抗生素 有机酸 甾体激素等
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5、其他生物：
A: 担子菌 B：藻类
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② 采样季节
❖ 以温度适中，雨量不多的初秋为好
③ 采样方式
❖ 选点—在选好适当地点，用小铲子除去表土 ❖ 取土—取离地面5-15cm处的土约10g，盛入清洁的牛皮纸袋
或塑料袋中扎好。
2、工业化菌种的要求
能够利用廉价的原料，大量高效地合成产物 有关合成产物的途径尽可能地简单 遗传性能相对稳定 不易感染它种微生物或噬菌体 产生菌及其产物的毒性低
生产特性要符合工艺要求
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3、理想的生产菌种
❖生长繁殖迅速； ❖产量高； ❖易培养； ❖发酵周期短； ❖耐噬菌体； ❖纯种。
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四 工业发酵菌种的来源
❖ 从自然界中分离 ❖ 对野生菌株进行人工诱变 ❖ 使用重组DNA技术改造 ❖ 菌种保藏机构获取 ❖ 从正突变的生产菌中获取
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第二节 生产菌种的选育 一．目前育种总趋势 二．菌种选育的主要目的 三．菌种选育的重要指标 四．常用的菌种选育方法
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1、细菌
枯草芽孢杆菌 乳酸杆菌 醋酸杆菌 棒状杆菌 短杆菌
用于生产：
淀粉酶 蛋白酶 乳酸 氨基酸 肌苷酸
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1、细菌
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1、细菌
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2、放线菌
常用的放线菌：
链霉菌属、小单孢菌属和诺卡氏菌属等。
它的最大经济价值在于能产生多种抗生素。
如链霉素、红霉素、金霉素、庆大霉素等。
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3、转化产物
❖ 外源物质加入培养基后，在微生物代谢过程结构 发生了化学变化所得的产物。
降解木质素类真菌和能降解多环芳香烃类的球红假单胞 菌作为煤炭转化用的微生物，
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三 发酵对生产菌种的要求
利用微生物的特点：
(1)对周围环境有极大的适应能力 (2)有极强的消化能力 (3)有极强的繁殖能力
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一、目前育种总趋势
❖ 从野生菌转向变异菌 ❖ 自然选育转向代谢育种 ❖ 从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。
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二、菌种选育的主要目的
❖提高产量 ❖改进质量 ❖增加新品种 ❖改善工艺条件
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实
例
原wk.baidu.com产生菌 青霉素产生菌产黄色色素
工业生产菌 不再分泌黄色色素
（卡介苗）
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2）目的
❖纯化 ❖复壮 ❖稳定生产
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3）特点
❖ 自发突变率低，变异程度较轻微，变异过 程十分缓慢（突变率10－9～10－6）
❖ 自发突变不定向，负向变异可能性大，正 向变异可能性小
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4）操作步骤
设计实验方案 充分查阅资料
采样 确定采样环境
增殖培养 确定增殖条件
1. 微生物的特性 2. 工业化菌种的要求 3. 理想的生产菌种
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1、微生物的特性
有些微生物能在厌氧的条件下生长
有些微生物能够利用简单的有机物和无机物满足自 身的生长 有些微生物能进行复杂的代谢 有些微生物能利用较复杂的化合物 有些微生物能在极端的环境下生长
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例如：从污染噬菌体的发酵液中
有可能分离到抗噬菌体的新菌株。
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从自然界筛选
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自然育种的成功实例
1923年获得卡介苗(BCG vaccine)
Description of the company’s products
牛型结核杆菌
定向培育 230代 13年
显著减毒的 结核杆菌
如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。
❖ 初级代谢作用
能使营养物转化为结构物质与具生理活性物质 为生长提供能量。
❖ 严格受代谢调控控制。
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2、次级代谢产物
❖ 通过次级代谢合成的产物
根据其作用,可将其分为抗生素,激素,生物碱,毒素等类型.
❖ 以初级代谢产物为原料进行合成。 ❖ 合成受环境影响大，对自身无明确生理作用。
第二章 工业发酵菌种选育
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第一节 工业发酵生产菌种
工业常用的生产菌种 微生物的代谢产物
发酵对生产菌种的要求 工业发酵菌种的来源
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一 工业常用的生产菌种
1. 细菌 2. 放线菌 3. 酵母菌 4. 霉菌
由于发酵工程本身的发展以及遗传工程的介入， 藻类、病毒等也正在逐步地变为工业生产用的生物。