微生物生长繁殖与遗传变异实验课件.ppt

1、 微生物生长繁殖与遗传变异微生物生长繁殖与遗传变异 重点内容提示重点内容提示：细菌等单细胞微生物的生长繁殖规律，在废水细菌等单细胞微生物的生长繁殖规律，在废水处理等实际应用中的指导意义。处理等实际应用中的指导意义。细菌等微生物遗传变异的原理，利用微生物的细菌等微生物遗传变异的原理，利用微生物的变异性改变微生物菌种性能的途径与方法。变异性改变微生物菌种性能的途径与方法。1 几个概念几个概念 生长：个体增大；生长：个体增大；繁殖：个体数量增多。繁殖：个体数量增多。单细胞生物与多细胞生物生长与繁殖的差异？单细胞生物与多细胞生物生长与繁殖的差异？幼龄菌：指代谢速度快，生长繁殖旺盛的菌体。幼龄菌：指代谢

2、速度快，生长繁殖旺盛的菌体。（对数生长期）（对数生长期）老龄菌：指代谢缓慢，生长繁殖能力低下的菌体老龄菌：指代谢缓慢，生长繁殖能力低下的菌体 （衰老期）（衰老期）显微镜直接计数显微镜直接计数涂片染色计数涂片染色计数血球计数器计数血球计数器计数 间接计数法间接计数法 平板菌落计数法（活菌计数法）平板菌落计数法（活菌计数法）液体计数法（统计学原理）液体计数法（统计学原理）重量法重量法细胞重量法细胞重量法：湿重与干重湿重与干重细胞含氮量细胞含氮量 DNA含量含量 试比较各方法优缺点，适用范围？试比较各方法优缺点，适用范围？微生物生长量测定方法微生物生长量测定方法比浊法比浊法(悬浮细胞浓度悬浮细胞浓度

3、)比例计数法比例计数法已知霉菌孢子密度为8108个/ml，根据显微镜视野中比例细菌密度为1108个/ml在计数区滴加菌液，盖上特制盖玻片，利用毛细作用让菌液充满计数区细菌计数区面积为1mm2，划分为25个大方格，每个大方格又分为1个小格，计数区的深度为0.02mm。则每个大方格的体积是1/1250000ml，（1/25mm20.02mm）。计数时使用油镜，一般数5个大方格的菌数后计算每个大方格的平均菌数。如图所示，大方格中有14个细菌用每个大方格的平均菌数1250000，即为每ml菌液含菌数。Petroff-HausserPetroff-Hausser计数法计数法 。液体稀释法（液体稀释法（M

4、PNMPN法）法）以培养液培以培养液培养，记录长养，记录长菌的管数菌的管数总计：总计：5551ml1ml1ml 阳性：531最大可能数量表（最大可能数量表（most probable most probable numbernumber，MPN MPN）菌落形成单位（colony-forming unit，CFU）平平板板菌菌落落计计数数法法 滤膜法滤膜法快速计数滤纸片快速计数滤纸片TTCTTC（氯化三苯基四氮唑，无色）（氯化三苯基四氮唑，无色）TFTF（三苯基甲臜，红色）（三苯基甲臜，红色）比浊法（比浊法（Turbidity measurementTurbidity measurement）

5、单细胞微生物生长繁殖规律单细胞微生物生长繁殖规律 生长曲线（生长曲线（growth curvegrowth curve）如何获得？如何获得？根据测定生物量的方法不同，生长曲线分有：根据测定生物量的方法不同，生长曲线分有：重量法、数量法、浓度法等。重量法、数量法、浓度法等。生长率生长率上升阶段上升阶段生长率生长率下降阶段下降阶段内源呼吸阶段内源呼吸阶段时间时间细胞重量细胞重量生长率上升阶段生长率上升阶段：细胞适应环境后快速生长繁殖的阶段，细胞适应环境后快速生长繁殖的阶段，增代时间最短。增代时间最短。细胞重量迅速增加。细胞重量迅速增加。生长率下降阶段生长率下降阶段：指生长繁殖速率下降（减缓）的阶段

6、。：指生长繁殖速率下降（减缓）的阶段。内源呼吸阶段：内源呼吸阶段：利用细胞内物质维持生命，细胞重量减利用细胞内物质维持生命，细胞重量减 少。细胞代谢缓慢，趋向衰老死亡。少。细胞代谢缓慢，趋向衰老死亡。细胞数量法细胞数量法（缓慢、对数、稳定和衰亡期）（缓慢、对数、稳定和衰亡期）单批培养中微生物的单批培养中微生物的生长曲线生长曲线迟缓期衰亡期稳定期对数期总菌数 活菌数 试分析细胞数量法曲线各阶段的特点：试分析细胞数量法曲线各阶段的特点：缓慢期（适应期）缓慢期（适应期）对数生长期对数生长期 稳定期稳定期 衰亡期衰亡期单细胞微生物在分批培养中为什么出现这种生单细胞微生物在分批培养中为什么出现这种生长规

7、律变化长规律变化？缓慢期：细胞不繁殖。但酶活跃，缓慢期：细胞不繁殖。但酶活跃，细胞物质增细胞物质增多，多，为繁殖作准备。为繁殖作准备。指数期：所有细胞的生长繁殖速率指数期：所有细胞的生长繁殖速率以几何级数以几何级数 （2 2n n)的方式分裂。生长速率最快。的方式分裂。生长速率最快。稳定期：新增长细胞数与死亡稳定期：新增长细胞数与死亡细胞量基本相等。细胞量基本相等。生长速率减缓。生长速率减缓。衰亡期：死细胞多于活细胞，衰亡期：死细胞多于活细胞，内源呼吸内源呼吸阶段。阶段。接种量影响缓慢期长短与生长速率接种量影响缓慢期长短与生长速率营养物浓度的影响营养物浓度的影响 培养温度的影响培养温度的影响

8、关于关于G G（世代时间）：世代时间）：0120)lg(lg322.3ttxxttnRnttRG01 式中：式中：n n为繁殖代数为繁殖代数;R R为生长速率常数；为生长速率常数；接种量影响延缓期长短；接种量影响延缓期长短；营养物浓度高低影响生长速率；营养物浓度高低影响生长速率；温度影响菌体生长速率与世代时间。温度影响菌体生长速率与世代时间。还有哪些因素（内因、外因）影响着单细胞还有哪些因素（内因、外因）影响着单细胞微生物的生长速率？微生物的生长速率？连续培养连续培养连续培养连续培养(continuous culture)continuous culture)，开放培开放培养（养（open c

9、ultureopen culture）具体操作：细胞培养对数期后，以一定速具体操作：细胞培养对数期后，以一定速率流入新鲜培养基，并利用溢流方式以同样率流入新鲜培养基，并利用溢流方式以同样流速流出培养物。流速流出培养物。容器内培养物达到动态平容器内培养物达到动态平衡，微生物生长维持在某一对数生长期的生衡，微生物生长维持在某一对数生长期的生长速率长速率。连续培养与分批培养的比较连续培养与分批培养的比较单批培单批培养养 恒浊法恒浊法恒化法恒化法 单 批 培 养单 批 培 养连 续 培 养连 续 培 养时间时间连续流入连续流入新鲜培养新鲜培养液液lg细胞数（个细胞数（个/ml）连续培连续培养养 恒浊器

10、（培养液流速不稳定）恒浊器（培养液流速不稳定）恒浊器中菌体密度较稳定，菌体以最高生长速率生长恒浊器中菌体密度较稳定，菌体以最高生长速率生长。应。应用上：以获得大量菌体生长相平衡的代谢产物（如乳酸、乙用上：以获得大量菌体生长相平衡的代谢产物（如乳酸、乙醇等）都可以用恒浊器进行连续发酵。醇等）都可以用恒浊器进行连续发酵。恒化器（培养液流速不变）恒化器（培养液流速不变）微生物在低于最高生长速率的条件下生长繁殖微生物在低于最高生长速率的条件下生长繁殖，应用上：主要用于科学研究工作。如限定底物浓度应用上：主要用于科学研究工作。如限定底物浓度研究微生物的生长速率等。研究微生物的生长速率等。曲线在实践中指导

11、意义曲线在实践中指导意义 如如菌种保藏（乳酸杆菌、解酚细菌等）菌种保藏（乳酸杆菌、解酚细菌等）发酵工业菌扩培及发酵接种发酵工业菌扩培及发酵接种 收获微生物细胞及发酵产品收获微生物细胞及发酵产品 废水处理废水处理 单细胞微生物在这些应用实践中宜采用哪单细胞微生物在这些应用实践中宜采用哪一阶段的生理菌？一阶段的生理菌？曲线在废水处理中的指导意义曲线在废水处理中的指导意义 生物处理目标：降低以生物处理目标：降低以BOD/COD BOD/COD 为指标的有为指标的有机物浓度，减少机物浓度，减少 N/P N/P 物质排放量、尽量减少微生物物质排放量、尽量减少微生物污泥量等。污泥量等。活性污泥法处理废水，

12、该控制哪一生理阶段活性污泥法处理废水，该控制哪一生理阶段的菌群进行处理？试分析各生长阶段处理废水特点。的菌群进行处理？试分析各生长阶段处理废水特点。指数期（生长率上升阶段）指数期（生长率上升阶段）优点：细菌代谢速度最快，净化有机物的效率最高。优点：细菌代谢速度最快，净化有机物的效率最高。缺点：菌体不易凝聚沉淀；缺点：菌体不易凝聚沉淀；净化后有机物浓度不能达到净化后有机物浓度不能达到 排放标准；排放标准；微生物污泥量大。微生物污泥量大。稳定期（生长率下降阶段稳定期（生长率下降阶段 ）优点：菌体沉降性能较好，处理有机物较为彻底。优点：菌体沉降性能较好，处理有机物较为彻底。缺点：污泥量较大。缺点：污

13、泥量较大。衰亡期（内源呼吸阶段）衰亡期（内源呼吸阶段）优点：有机物完全氧化，细胞沉降性能与出水水质好，污优点：有机物完全氧化，细胞沉降性能与出水水质好，污泥量小。缺点；净化效率慢，有机物质浓度低。泥量小。缺点；净化效率慢，有机物质浓度低。食料食料/微生物与微生物代谢速率、废水处理的关系微生物与微生物代谢速率、废水处理的关系生长率下降阶段生长率下降阶段生长率上升阶段生长率上升阶段 沉降性能好沉降性能好沉降性能差沉降性能差（大多数活性污泥大多数活性污泥处理运行范围）处理运行范围）食料食料/微生物微生物代谢速率代谢速率内源呼内源呼吸阶段吸阶段延时瀑气延时瀑气沉降性能较好沉降性能较好 活性污泥法处理废

14、水的实践应用：活性污泥法处理废水的实践应用：高浓度有机废水快速处理到一定水质，采用生高浓度有机废水快速处理到一定水质，采用生长率上升阶段的菌体进行运转。长率上升阶段的菌体进行运转。一般活性污泥法处理废水（达到排放水标准），一般活性污泥法处理废水（达到排放水标准），采用菌体在采用菌体在生长率下降后期、衰亡期前期生长率下降后期、衰亡期前期进行运转进行运转（即延迟曝气方式处理）。（即延迟曝气方式处理）。为什么？为什么？2 2.微生物的遗传变异微生物的遗传变异 遗传变异概念与特性遗传变异概念与特性 正变正变：优良性状提高：优良性状提高.如生产菌发酵周期缩短，产量如生产菌发酵周期缩短，产量提高；菌种降解

15、物质能力增强等。提高；菌种降解物质能力增强等。负变负变：应用功能下降应用功能下降.如生产菌发酵力退化，病原菌如生产菌发酵力退化，病原菌致病性增强，菌种降解物质能力下降。致病性增强，菌种降解物质能力下降。变异株易发现：变异株易发现：从形态、细胞结构（芽孢、荚膜等）从形态、细胞结构（芽孢、荚膜等）以及生理代谢特性等方面辨别与判断。以及生理代谢特性等方面辨别与判断。微生物遗传保守程度：其大小由不同菌种决定。微生物遗传保守程度：其大小由不同菌种决定。细菌等微生物遗传变异的物质基础细菌等微生物遗传变异的物质基础 遗传物质确定过程：遗传物质确定过程：19281928年，英国细菌学家格里年，英国细菌学家格里

16、菲斯（菲斯（GriffthGriffth）研究两种肺炎双球菌型的毒性研究两种肺炎双球菌型的毒性。S型肺炎双球菌，有荚膜。型肺炎双球菌，有荚膜。R型肺炎双球菌，无荚膜型肺炎双球菌，无荚膜。1928年，年，Griffith进行了以下几组实验：进行了以下几组实验：（1）动物实验）动物实验对小鼠注射活对小鼠注射活RII菌或死菌或死SIII菌菌 小鼠存活小鼠存活对小鼠注射活对小鼠注射活SIII菌菌小鼠死亡小鼠死亡对小鼠注射活对小鼠注射活RII菌和热死菌和热死SIII菌菌 小鼠死亡小鼠死亡抽取心血抽取心血 分离分离活的活的SIII菌菌研究对象：研究对象：Streptococcus pneumoniae（肺

17、炎双球菌）（肺炎双球菌）SIII型菌株：有荚膜，菌落表面光滑，有致病性型菌株：有荚膜，菌落表面光滑，有致病性 RII型菌株：无荚膜，菌落表面粗糙，无致病性型菌株：无荚膜，菌落表面粗糙，无致病性（一）经典转化实验（transformation）：F.GriffithGriffith转化试验示意混合培养混合培养RII型活菌型活菌SIII型活菌型活菌SIII型热死菌型热死菌RII型活菌型活菌SIII型活菌型活菌健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康病死病死病死病死病死病死（2）细菌培养实验（3 3）S S型菌的无细胞抽提液试验型菌的无细胞抽提液试验以上实验说明：加热杀死的以上实验说

18、明：加热杀死的S SIIIIII型细菌细胞内可型细菌细胞内可能存在一种转化物质，它能通过某种方式进入能存在一种转化物质，它能通过某种方式进入R RIIII型型细胞并使细胞并使R RIIII型细胞获得稳定的遗传性状，转变为型细胞获得稳定的遗传性状，转变为S SIIIIII型细胞。型细胞。热死热死S SIIIIII菌菌不生长不生长活活 R RII II 菌菌长出长出R RIIII菌菌热死热死S SIIIIII菌菌长出大量长出大量R RIIII菌和菌和1010-6-6S SIIIIII菌菌活活R R菌菌+S+S菌无细胞抽提液菌无细胞抽提液长出大量长出大量R R菌和菌和少量少量S S菌菌+活活RII菌

19、菌平皿培养平皿培养 19441944年，年，O.T.Avery(O.T.Avery(埃弗里埃弗里)等从热死的等从热死的S S型肺炎双球菌中提纯了各种成分（型肺炎双球菌中提纯了各种成分（DNA,DNA,蛋白蛋白质，荚膜多糖等），并在离体条件下分别实验。质，荚膜多糖等），并在离体条件下分别实验。结果发现结果发现S S型肺炎双球菌的型肺炎双球菌的DNADNA具有使具有使R R型型细胞产生毒性、小白鼠死亡的能力。细胞产生毒性、小白鼠死亡的能力。加加S菌菌DNA加加S菌菌DNA及及DNA酶以外的酶酶以外的酶加加S菌的菌的DNA和和DNA酶酶加加S菌的菌的RNA加加S菌的蛋白质菌的蛋白质加加S菌的荚膜多糖

20、菌的荚膜多糖活活R R菌菌长出长出S菌菌只有只有R菌菌19441944年年O.T.AveryO.T.Avery、C.M.MacLeodC.M.MacLeod和和M M。McCartyMcCarty从热死从热死S S型型S.pneumoniaeS.pneumoniae中提纯了可能作为转化因子的各种成中提纯了可能作为转化因子的各种成分，并在离体条件下进行了转化试验：分，并在离体条件下进行了转化试验：只有只有S S型细菌的型细菌的DNADNA才能将才能将S.pneumoniaeS.pneumoniae的的R R型转化为型转化为S S型。且型。且DNADNA纯度越高，转化效率也越高。说明纯度越高，转化

21、效率也越高。说明S S型菌株转移型菌株转移给给R R型菌株的，是遗传因子。型菌株的，是遗传因子。DNA DNA组成与构成组成与构成 胸腺嘧啶胸腺嘧啶thymineNHNHOO 核酸成分：核酸成分：碱基碱基 (嘧啶、嘌呤），戊糖，磷酸。嘧啶、嘌呤），戊糖，磷酸。胞嘧啶胞嘧啶cytosineNNHNH2O尿嘧啶尿嘧啶uracil（存在于存在于RNA中）中）NHNHOO鸟嘌呤鸟嘌呤guanineNNNHNNH2NHNNHNONH2NNNHNNH2腺嘌呤腺嘌呤AdenineNNNHNNH2两种戊糖两种戊糖:DNADNA所含的糖为所含的糖为-D-2-D-2-脱氧核糖；脱氧核糖；RNARNA所含的糖为所含

22、的糖为-D-D-核糖。核糖。OHHOHHOHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHHOHHD-核糖D-2-脱氧核糖糖与碱基之间的糖与碱基之间的C-NC-N键，称为键，称为C-NC-N糖苷键糖苷键。胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷鸟嘌呤核苷腺嘌呤核苷NNOHHONNNH2HONNOHH2NNNNNNNNH2OHHOHHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHOHHOHHOHHOHHHOCH2OHHOHHOHHHOCH2核苷酸是核苷的磷酸酯。作为核苷酸是核苷的磷酸酯。作为DNADNA或或RNARNA结构单元结构单元的核苷酸分别是的核苷酸分别是5-5-磷酸磷酸-脱氧核糖核苷和脱氧核糖核苷和5-5-磷酸磷酸-核糖核

23、苷。核糖核苷。OBOHOHOH2CPOHHOOB=腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶，尿嘧啶或胸腺密啶核糖核苷酸 OH2CPOHHOOOBOH脱氧核糖核苷酸 19531953年，年，DNADNA的结构通过的结构通过x x射线观察，确射线观察，确定是两条走向相反的多核苷酸链构成的双螺旋定是两条走向相反的多核苷酸链构成的双螺旋结构。在这种结构中，结构。在这种结构中，A-T A-T、G-CG-C之间以氢键等之间以氢键等方式连接。方式连接。微生物细胞中的核酸微生物细胞中的核酸 多数双链多数双链DNADNA ，少数单链，少数单链DNADNA。少数病毒遗传。少数病毒遗传物质为物质为RNARNA。原核微生物除细胞核区外

24、，在细胞质中还存在原核微生物除细胞核区外，在细胞质中还存在携带少量基因的环状携带少量基因的环状DNADNA片段（质粒）。片段（质粒）。真核微生物的细胞核是真核微生物的细胞核是DNADNA与蛋白质结合与蛋白质结合 ，存，存在于细胞核的染色体上。在于细胞核的染色体上。核糖核酸（核糖核酸（RNARNA）RNARNA分子量比分子量比DNADNA小，主要负责小，主要负责DNADNA遗传信息的遗传信息的 传递与翻译表达等。传递与翻译表达等。RNARNA为单链分子，根据为单链分子，根据RNARNA的功能，可以分为的功能，可以分为mRNAmRNA、tRNAtRNA和和rRNArRNA三种。三种。mRNA(mR

25、NA(信使信使RNA)RNA)Messenger RNAMessenger RNA mRNAmRNA约占总约占总RNARNA的的5%5%，不同细胞，不同细胞mRNAmRNA链长和分子量差异大链长和分子量差异大功能：将功能：将DNADNA的遗传信息传递到蛋白质合成基地的遗传信息传递到蛋白质合成基地 核核 糖核蛋白体上。糖核蛋白体上。如如DNADNA一条链上的碱基：一条链上的碱基：A T G C G T T C C A C A T G C G T T C C A C 转录成转录成mRNAmRNA的碱基：的碱基：U A C G C A A G G U GU A C G C A A G G U G 遗

26、传密码遗传密码:mRNA:mRNA分子上三个碱基（三联密码）决定一个分子上三个碱基（三联密码）决定一个 氨基酸。氨基酸。tRNA(tRNA(转移转移RNA)RNA)约占总约占总RNARNA的的10-15%10-15%。它在蛋白质生物合成中识别氨基酸的密码，并将相它在蛋白质生物合成中识别氨基酸的密码，并将相应的氨基酸转运到核糖核蛋白体上。应的氨基酸转运到核糖核蛋白体上。rRNA(rRNA(核糖体核糖体RNA)RNA)约占全部约占全部RNARNA的的80%80%，是核糖核蛋白体的主要组成部，是核糖核蛋白体的主要组成部分。分。rRNA rRNA 的功能是与蛋白质生物合成相关。的功能是与蛋白质生物合成

27、相关。基因与性状基因与性状基因：基因：DNADNA分子上代表一个遗传功能的片断。分子上代表一个遗传功能的片断。结构基因：决定蛋白质结构的结构基因：决定蛋白质结构的DNADNA片断。片断。调节基因：控制结构基因活动的调节基因：控制结构基因活动的DNADNA片断。片断。操纵基因操纵基因：与结构基因一起，起：与结构基因一起，起“开关开关”作用。作用。lacZlacYlacA 性状：表观现象性状：表观现象。生物合成蛋白质，生物合成蛋白质，以以DNADNA为模板转录成为模板转录成mRNAmRNA，mRNAmRNA合成多肽或蛋白质的模板进入核糖体，后合成多肽或蛋白质的模板进入核糖体，后tRNAtRNA根据

28、根据mRNAmRNA三联体密码的信号将氨基酸进行运送，在三联体密码的信号将氨基酸进行运送，在核糖体上完成蛋白质的合成。核糖体上完成蛋白质的合成。细菌等微生物的变异细菌等微生物的变异 基因突变基因突变 基因突变（碱基置换、转换颠换）基因突变（碱基置换、转换颠换）移码突变 分子中缺失或增加少数几个碱基对而引起分子中缺失或增加少数几个碱基对而引起造成突变点以后全部遗传密码转录与转释发生错误造成突变点以后全部遗传密码转录与转释发生错误增添一个碱基增添一个碱基ABC ABCABCABCABCABCABCABCAB+ABC ABCCBA CBA CBA CBA CBAABC BCA BCA BCABCAB

29、CABCABCA缺少一个碱基缺少一个碱基微生物基因突变的原因微生物基因突变的原因 自发突变自发突变:微生物自发突变频率为微生物自发突变频率为1010-4-41010-6-6。诱发突变诱发突变:用物理、化学因素使微生物遗传信息改用物理、化学因素使微生物遗传信息改变，从而得到新的表观现象。变，从而得到新的表观现象。常用的诱变剂：紫外线、常用的诱变剂：紫外线、x-x-射线等，亚硝酸、硫射线等，亚硝酸、硫酸二乙酯、过氧化氢等化学试剂。酸二乙酯、过氧化氢等化学试剂。基因重组（基因重组（Gene recombinationGene recombination）基因重组（或遗传重组）：基因重组（或遗传重组）

30、：两个不同性状的个体两个不同性状的个体（供体、受体）内的遗传基因转移到一起，经过（供体、受体）内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子间的重新组合，形成新遗传型个体的方遗传分子间的重新组合，形成新遗传型个体的方式。式。原核微生物的基因重组：原核微生物的基因重组：转化、转导、接合、原转化、转导、接合、原生质体融合等。生质体融合等。真核微生物的基因重组：真核微生物的基因重组：有性杂交、准性杂交、有性杂交、准性杂交、转化、原生质体融合等。转化、原生质体融合等。几个基本概念几个基本概念。转化（转化（TransformationTransformation）隔板隔板连真空泵连真空泵供供体体受受体体LA2A-

31、B+LA22A+B-噬噬 菌体菌体A+B-裂解裂解FA转导转导例子例子。接合（接合（Conjugation between Conjugation between different bacteriadifferent bacteria）。原生质体融合操作示意图原生质体融合操作示意图 去壁 A+B-（高渗下）A+B-PEG或电脉冲 离心促融 去壁 A-B+（高渗下）A-B+融合子（AA,BB,AB）长成菌落 检出A+B+融合子 筛选优良性状的融合子影印接种影印接种-基因工程及应用基因工程及应用什么是基因工程？什么是基因工程？例：固氮基因转移到其他作物、蚕产丝蛋白基因例：固氮基因转移到其他作物、

32、蚕产丝蛋白基因引入细菌细胞；及人胰岛素、动物生长激素基因引入细菌细胞；及人胰岛素、动物生长激素基因工程菌等。工程菌等。环境工程中，降解石油的超级细菌（环境工程中，降解石油的超级细菌（7070年代，美年代，美国）；耐汞的质粒（日本、瑞典）与降解染料的国）；耐汞的质粒（日本、瑞典）与降解染料的质粒（质粒（19831983，瑞士）；以及具有降解多种污染物，瑞士）；以及具有降解多种污染物功能的超级工程菌种等。功能的超级工程菌种等。.降解石油的工程细菌降解石油的工程细菌 7070年代美国生物学家年代美国生物学家(Chakrabarty)Chakrabarty)针对海洋输油，针对海洋输油，造成浮油污染，影

33、响海洋生态等问题进行了研究。海造成浮油污染，影响海洋生态等问题进行了研究。海水含盐量高，他发现水含盐量高，他发现9090多种菌有不同程度降解烃类能多种菌有不同程度降解烃类能力，但难在海水中大量繁殖，且降解速率较慢。他力，但难在海水中大量繁殖，且降解速率较慢。他将将能降解脂能降解脂(含质粒含质粒A)A)的一种假单胞菌作受体细菌，的一种假单胞菌作受体细菌，分分别将能降解芳烃别将能降解芳烃(质粒质粒B)B)、芳烃芳烃(质粒质粒C)C)和多环芳烃和多环芳烃(质粒质粒D)D)的质粒，用遗传工程方法人工转入受体细菌，的质粒，用遗传工程方法人工转入受体细菌，获得多质粒获得多质粒“超级细菌超级细菌”，可除去原

34、油中可除去原油中2 23 3的烃。的烃。浮油一般条件下降解需一年多时间，而用浮油一般条件下降解需一年多时间，而用“超级细菌超级细菌”只需几小时即可把浮油去除。速度快效率高。只需几小时即可把浮油去除。速度快效率高。接接合合接接合合接接合合.耐汞工程菌耐汞工程菌 日本水俣事件及瑞典鸟类汞中毒事件后，日本和瑞典对汞日本水俣事件及瑞典鸟类汞中毒事件后，日本和瑞典对汞在自然界转化做了大量研究工作，提出了汞化合物转化的在自然界转化做了大量研究工作，提出了汞化合物转化的途径，主要是某些微生物使水体汞元素甲基化形成甲基汞，途径，主要是某些微生物使水体汞元素甲基化形成甲基汞，使人及生物中毒。自然界中存在一些耐汞

35、的微生物，它们使人及生物中毒。自然界中存在一些耐汞的微生物，它们的耐汞基因在质粒的耐汞基因在质粒R R因子上。因子上。例如，例如，恶臭假单胞菌恶臭假单胞菌一般在超过一般在超过2 2ugugmlml汞浓度即将中毒死，汞浓度即将中毒死，查克拉巴蒂用质粒转移技术，把嗜油假单胞菌的耐汞质粒查克拉巴蒂用质粒转移技术，把嗜油假单胞菌的耐汞质粒(MERMER质粒质粒)转移到恶臭假单胞菌中去，后者获得转移到恶臭假单胞菌中去，后者获得MERMER质粒，质粒，可在可在50705070ugugmlml氯化汞中生长。氯化汞中生长。脱色工程菌的构建脱色工程菌的构建 将分别含有降解偶氮染料质粒的偏号将分别含有降解偶氮染料质粒的偏号KxKx和和KdKd两株两株假单胞菌假单胞菌通过质粒转移技术培育出兼有分解两种偶氮染料功能的脱通过质粒转移技术培育出兼有分解两种偶氮染料功能的脱色工程菌。色工程菌。菌种保藏菌种保藏 五种常用保藏方法的比较五种常用保藏方法的比较