抗生素备课30课件.ppt
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1、第三章第三章 菌种选育菌种选育 利用工业微生物发酵生产的过程中,决定生产水平高低最主要的有三个方面的因素:生产菌种,发酵工艺和后提取工艺。其中最重要的是生产菌种。菌种选育的最初目的是改良菌种的特性,使其符合工业生产的要求。菌种选育的目的菌种选育的基本内容 根据菌种自然变异而进行的自然选育,以及用人工方法引起菌种变异或形成新的杂种,再按照工业生产的要求进行筛选来获得新的变种或杂种。菌种选育技术 自然选育、诱变育种等方法属于经验育种的范畴;原生质体技术、杂交育种、分子生物学方法等现代菌种选育技术。第一节 自然选育 自然选育自然选育 是一种纯种选育的方法。它利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理,
2、通过分离,筛选排除衰退型菌株,从中选择维持原有生产水平的菌株。一、自然选育的目的一、自然选育的目的 1.纯化菌种 2.防止菌种衰退 3.稳定生产 4.提高产量一、菌种退化与变异原因一、菌种退化与变异原因 1菌种遗传特性的改变菌种遗传特性的改变(1)遗传基因型的分离 异核体现象(2)自发突变(回复突变)自发突变的原因:用沙土管等长期保藏;菌种连续传代,这种自发突变比保藏过程中产生的比例要高;活细胞内进行的新陈代谢活动,能产生一些具有诱变作用的物质,当这些物质在胞内累积到一定浓度时能诱发DNA结构的改变。DNA中存在的增变基因也能诱发基因突变。有的微生物的染色体上还存在有导致菌体退化的死亡基因,D
3、NA的代谢失调也会引起基因突变而造成菌种退化。多因素低剂量的诱变效应互变异构效应2经诱变剂处理后的退化变异经诱变剂处理后的退化变异 初筛出的菌落可能是由成对或成堆孢子发育成的,其中只有一个细胞诱发了基因突变,在传代中细胞核分裂时,未发生基因突变的细胞逐渐在数量上占优势,便表现出产量下降。可能是诱变菌种的细胞是异核体,而发生基因突变的只是其中一个细胞核的遗传基因。那么在传代过程中由于产生细胞核的分离现象,高产突变基因的核在数量上失去了优势,便出现产量性状的退化变异。突变发生在无意义链上,在遗传信息传递过程中被丢失,致使正突变性状的消失。在诱变剂的作用下,被诱变菌种出现基因混杂,突变的高产基因虽然
4、已经传递到下一代,但在传代使用过程中,当环境条件适合于低产型突变株繁殖时,使其在数量上占优势,便表现出低产水平。3.菌种生理状况的改变菌种生理状况的改变(1)一个菌种不是一个单一的群体,而是由一些变株混合而成的,这些变株所占的比例决定该菌种的特性。(2)菌种培养基的影响。(3)在某些培养条件下,菌体的某些基因处于活化状态或阻遏状态,而使得菌种的生理状态改变。二、自然选育的方法二、自然选育的方法 1.单孢子悬浮液的制备 定量稀释后制成50200个单细胞ml的菌悬液 2.分离及单菌落培养 根据计数结果,按丝状真菌、放线菌菌落大小不同,分离量以520个菌落平皿为宜。3筛选 将分离培养后的各型单菌落,
5、接斜面培养,成熟后接入发酵瓶,测定发酵单位的过程称为筛选。它分初筛、复筛两个过程。初筛系指初步筛选,以多量筛选为原则。复筛是对初筛得到的高产菌株的复试,以挑选出稳定高产菌株为原则。初筛、复筛都要同时以生产菌株作对照。复筛选出的高单位菌株至少要比对照菌株产量提高5以上,并经过菌落纯度、摇瓶单位波动情况,以及糖、氮代谢等的考察,合格后方可在生产罐上试验。复筛得到的高单位菌株应制成沙土管、冷冻管或液氮管进行保藏。第二节第二节 诱变育种诱变育种 通过诱变剂处理就可以大大提高菌种的突变频率,扩大变异幅度,从中选出具有优良特性的变异菌株,这种方法就称为诱变育种。诱变育种的特点:具有速度快、收效大、方 法简
6、便;但是诱发突变缺 乏定向性、工作量大。诱变育种工作主要包括出发菌株的选择、诱变处理和筛选突变株三个部分。出 发 菌 种(沙 土 管 或 冷 冻 管)原 种 特 性 考 察 斜 面 或 肉 汤 培 养2 4 h 单 孢 子 悬 液 细 菌 悬 液 诱 变 处 理 处 理 前 后 的 孢 子 液 或 细 菌 悬 液 作 活 菌 计 数 并 统 计 其存 活 率 稀 释 涂 布 平 皿 观 察 单 菌 落 形 态 并 统 计 其 形 态 变 异 率 挑 取 单 菌 落 传 种 斜 面 摇 瓶 初 筛 对 照 组 挑 出 高 产 斜 面 传 种 斜 面 摇 瓶 复 筛(重 复3 5 次)对 照 组
7、挑 出 高 产 菌 株 作 稳 定 性 试 验 和 菌 种 特 性 考 察 放 大 中 试 考 查,保 藏 菌 种 大 型 投 产 试 验 一、诱变剂的种类一、诱变剂的种类 1.物理诱变剂 紫外线、快中子、X射线、r-射线、激光 2.化学诱变剂(1)碱基类似物:5-Bu(2)与碱基起反应的物质:亚硝酸、氮芥、羟胺、硫酸二乙酯、NTG(N-甲基-N-硝基-N-硝基胍)(3)丫啶类 3.生物诱变剂:噬菌体二、突变诱发过程 前突变:诱变剂所造成的DNA分子的某一位 置的结构改变称之。前突变可以通过影响DNA复制而成为真正的突变,也可以经过修复重新回到原有的结构,即不发生突变。(一)诱变剂接触DNA分
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