调查研究并充分查阅资料 设计试验方案 确定采样的生态环境 确定特定的增殖条件 橙道培养 确定定性或半定量的快速检测方法 种分离 典型的微生物新种分离筛选过程 原种斜面 确定发酵的基本条件 初筛(快速检测或一菌株1摇瓶培养测定) 复筛(一菌株3^5摇瓶) ↓结合初步的工艺条件 再复筛 较优菌株斜面(3ˆ5菌株 分离微生物新种的具体过程大体 生产性能试验 可分为采样、增殖、纯化和性能 性能鉴定 毒性试验 测定 菌种鉴定 菌种保藏及作为进一步育种的岀发菌株
典型的微生物新种分离筛选过程 分离微生物新种的具体过程大体 可分为采样、增殖、纯化和性能 测定
第三章菌株选育 理想的工业发酵菌种应符合以下要求 (1)遗传性状稳定; (2)生长速度快,不易被噬菌体等污染; (3)目标产物的产量尽可能接近理论转化率; (4)目标产物最好能分泌到胞外,以降低产物抑制并利 于产物分离; (5)尽可能减少产物类似物的产量,以提高目标产物的 产量及利于产物分离; (6)培养基成分简单、来源广、价格低廉; ⑦7)对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感; (8)对溶氧的要求低,便于培养及降低能耗
第三章 菌株选育 理想的工业发酵菌种应符合以下要求： (1)遗传性状稳定； (2)生长速度快，不易被噬菌体等污染； (3)目标产物的产量尽可能接近理论转化率； (4)目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利 于产物分离； (5)尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的 产量及利于产物分离； (6)培养基成分简单、来源广、价格低廉； (7)对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感； (8)对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗
菌株选育典型流程 出发菌株(砂士管或冷冻管) 小试 ↓原种特性考擦 斜面 或摇瓶培养24h 培养基优化 单孢子悬液 菌悬液 挑出高产菌株 诱变处理 摇瓶复筛 处理前后计数 稀释涂平板 传种斜面 ↓观察单菌落形态 挑选单菌落转种斜面 保藏菌株 对照组比较 摇瓶初筛 挑出高产斜面
菌株选育典型流程 出发菌株（砂土管或冷冻管） 小试 原种特性考擦 斜面 或摇瓶培养24h 培养基优化 单孢子悬液 菌悬液 挑出高产菌株 诱变处理 摇瓶复筛 处理前后计数 稀释涂平板 传种斜面 观察单菌落形态 挑选单菌落转种斜面 保藏菌株 对照组比较 摇瓶初筛 挑出高产斜面
31自然选育 自然选育是指在特定环境下长期处理某一微生物 培养物,同时不断地移种传代,以达到积累和选择合 适的自发突变( spontaneous mutation)体的古老的 育种方法。 自发突变的频率较低,变异程度不大,所以,用 该法培育新菌种的过程十分缓慢。后来发展了诱变育 种、杂交育种、尤其是基因工程等育种技术。 自然选育最为成功的例子是目前被广泛使用的卡 介苗( BCG vaccine)。法国的卡尔密脱( Calmette)和介 林( Guerin)把牛型的结核分枝杆菌接种在牛胆汁、甘 油、马铃薯培养基上,连续传代培养230代,前后经 历13年时间,终于在1923年获得显著减毒的结核杆菌 卡介苗
3.1 自然选育 自然选育是指在特定环境下长期处理某一微生物 培养物，同时不断地移种传代，以达到积累和选择合 适的自发突变（spontaneous mutation）体的古老的 育种方法。 自发突变的频率较低，变异程度不大，所以，用 该法培育新菌种的过程十分缓慢。后来发展了诱变育 种、杂交育种、尤其是基因工程等育种技术。 自然选育最为成功的例子是目前被广泛使用的卡 介苗(BCG vaccine)。法国的卡尔密脱(Calmette)和介 林(Guerin)把牛型的结核分枝杆菌接种在牛胆汁、甘 油、马铃薯培养基上，连续传代培养230代，前后经 历13年时间，终于在1923年获得显著减毒的结核杆菌 ----卡介苗
自然选育的作用: 自然选育在工业生产中可以达 到纯化菌种,防止菌种衰退,稳定 生产,提高产量的目的
自然选育的作用： 自然选育在工业生产中可以达 到纯化菌种，防止菌种衰退，稳定 生产，提高产量的目的
32诱变育种 诱变育种是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 实践或科学研究用
3.2 诱变育种 诱变育种是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 实践或科学研究用
3.2.1诱变剂及其诱发机理 1.物理诱变剂 物理诱变主要是采用辐射。如 紫外线、X射线、γ射线、激光和快 中子等都是常用的物理诱变剂。本 节将主要讨论紫外线
3.2.1 诱变剂及其诱发机理 1. 物理诱变剂 物理诱变主要是采用辐射。如 紫外线、X射线、γ射线、激光和快 中子等都是常用的物理诱变剂。本 节将主要讨论紫外线
生物中核酸物质的最大紫外线吸收峰值在265nm波长处, 该波长也是微生物的最敏感点。紫外线诱变机理是它会造成 DNA链的断裂,或使DNA分子内或分子之间发生交联反应 交联是由二聚体引起的,二聚体可以在同一条链相邻的碱基 之间产生,也可以是在二条链的碱基之间形成。它会引起 DNA复制错误,正常的碱基无法配对,造成错义或缺失。 NHz CH3CH Ni°CHz HN C NH HOH 胞密啶水合物 胸腺嘧啶二聚体 CH3H I HIN HN 二氢胸腺嘧啶 胸腺嗜啶一脓啶二聚体 图1.嘧啶的紫外线光化产物
生物中核酸物质的最大紫外线吸收峰值在265nm波长处， 该波长也是微生物的最敏感点。紫外线诱变机理是它会造成 DNA链的断裂，或使DNA分子内或分子之间发生交联反应。 交联是由二聚体引起的，二聚体可以在同一条链相邻的碱基 之间产生，也可以是在二条链的碱基之间形成。它会引起 DNA复制错误，正常的碱基无法配对，造成错义或缺失。 图 1. 嘧啶的紫外线光化产物
过量的紫外线照射会造成菌体丢失大段的DNA, 或使交联的DNA无法打开,不能进行复制和转录, 从而引起菌体死亡。 在正常的微生物细胞中,紫外线造成的DNA 损伤是可以得到及时修复的。若将受紫外线照射后 的细胞立即暴露在可见光下,菌体的突变率和致死 率均会下降,这就是光复活作用
过量的紫外线照射会造成菌体丢失大段的DNA， 或使交联的DNA无法打开，不能进行复制和转录， 从而引起菌体死亡。 在正常的微生物细胞中，紫外线造成的DNA 损伤是可以得到及时修复的。若将受紫外线照射后 的细胞立即暴露在可见光下，菌体的突变率和致死 率均会下降，这就是光复活作用
图2光复活作用修复胸腺嘧啶二聚体的过程(PRE 为光复活酶) 紫外线 光复活作用是因为微生 物等生物的细胞内存在光复 A-A 3 活酶( photoreactivating 3 T 5 enzyme),即光裂合酶 ( photolyase)。光复活酶会 胸腺嘧啶二聚体可见光激活 识别胸腺嘧啶二聚体,并与 PRE 之结合形成复合物,此时的 5 -△ 3 光复活酶没有活性。可见光 光能(300-500m)可以激活 3 光复活酶,使之打开二聚体, PRE 将DNA复原。与此同时,光 二聚体解 复活酶也从复合物中释放出 5 A=直 3 来,以便重新执行光复活功 能 T 5 ESDNA
图2 光复活作用修复胸腺嘧啶二聚体的过程(PRE 为光复活酶) 光复活作用是因为微生 物等生物的细胞内存在光复 活酶(photoreactivating enzyme)，即光裂合酶 (photolyase)。光复活酶会 识别胸腺嘧啶二聚体，并与 之结合形成复合物，此时的 光复活酶没有活性。可见光 光能(300-500nm)可以激活 光复活酶，使之打开二聚体， 将DNA复原。与此同时，光 复活酶也从复合物中释放出 来，以便重新执行光复活功 能