菌种选育课件

1、菌种选育7 菌种筛选方法菌种筛选方法 所有的微生物育种工作都离不开菌种筛所有的微生物育种工作都离不开菌种筛选。尤其是在诱变育种工作中，筛选是最为选。尤其是在诱变育种工作中，筛选是最为艰难的也是最为重要的步骤。经诱变处理后，艰难的也是最为重要的步骤。经诱变处理后，突变细胞只占存活细胞的百分之几，而能使突变细胞只占存活细胞的百分之几，而能使生产状况提高的细胞又只是突变细胞中的生产状况提高的细胞又只是突变细胞中的0.050 .2。微生物的正突变概率极小，。微生物的正突变概率极小，产量提高产量提高10以上突变株也只有以上突变株也只有1/300。菌种选育 微生物的突变类型多，可分为两大类，微生物的突变类

2、型多，可分为两大类，第一类为形态突变株，包括菌落形态，菌丝第一类为形态突变株，包括菌落形态，菌丝形态，分生孢子形态。另一类是生化突变株，形态，分生孢子形态。另一类是生化突变株，包括抗性突变型，营养缺陷型，条件致死突包括抗性突变型，营养缺陷型，条件致死突变型，产量突变等。变型，产量突变等。 因此，因此，要在大量的细胞中寻找真正需要要在大量的细胞中寻找真正需要的细胞，就象是大海捞针，工作量很大。简的细胞，就象是大海捞针，工作量很大。简洁而有效的筛选方法无疑是育种工作成功的洁而有效的筛选方法无疑是育种工作成功的关键。关键。菌种选育 在提高筛选品质方面，由于过去对菌在提高筛选品质方面，由于过去对菌体生

3、理了解不够，只能体生理了解不够，只能随机筛选（随机筛选（random selection），大量筛选无特定标记的突变株，大量筛选无特定标记的突变株，因此筛选效率不佳；其后由菌株的生理研因此筛选效率不佳；其后由菌株的生理研究，以及由实际研发的经验，发展出究，以及由实际研发的经验，发展出合理合理定向筛选（定向筛选（ rational selection ）技术。技术。菌种选育菌种筛选方案菌种筛选方案 在实际工作中，为了提高筛选效率，在实际工作中，为了提高筛选效率，往往将筛选工作分为初筛和复筛两步进行。往往将筛选工作分为初筛和复筛两步进行。初筛初筛的目的是删去明确不符合要求的大部的目的是删去明确不符

4、合要求的大部分菌株，把生产性状类似的菌株尽量保留分菌株，把生产性状类似的菌株尽量保留下来，以多为，主使优良菌种不致于漏网。下来，以多为，主使优良菌种不致于漏网。复筛复筛的目的是确认符合生产要求的菌株，的目的是确认符合生产要求的菌株，以质和精为主，应精确测定每个菌株的生以质和精为主，应精确测定每个菌株的生产指标。产指标。菌种选育筛选方案：筛选方案： 第三轮、第四轮第三轮、第四轮(操作同上操作同上)菌种选育 初筛和复筛工作可以连续进行多轮，初筛和复筛工作可以连续进行多轮，直到获得较好的菌株为止。采用这种筛选直到获得较好的菌株为止。采用这种筛选方案，不仅能以较少的工作量获得良好的方案，不仅能以较少的

5、工作量获得良好的效果，而且，还可使某些眼前产量虽不很效果，而且，还可使某些眼前产量虽不很高，但有发展前途的优良菌株不致于落选。高，但有发展前途的优良菌株不致于落选。 筛选获得的优良菌株还将进一步做工筛选获得的优良菌株还将进一步做工业生产试验，考察它们对工艺条件和原料业生产试验，考察它们对工艺条件和原料等的适应性及遗传稳定性。等的适应性及遗传稳定性。菌种选育 8 抗性筛选抗性筛选 抗性突变株的筛选相对比较容易，抗性突变株的筛选相对比较容易，只要有只要有106频率的突变体存在，就容易频率的突变体存在，就容易筛选出来。筛选出来。 抗性突变株的筛选常用的有一次性筛抗性突变株的筛选常用的有一次性筛选法和

6、阶梯性筛选法两种手段。选法和阶梯性筛选法两种手段。菌种选育 1）一次性筛选法）一次性筛选法 一次性筛选法就是指在对出发菌株完全致一次性筛选法就是指在对出发菌株完全致死的环境中，一次性筛选出少量抗性变异株。死的环境中，一次性筛选出少量抗性变异株。 抗噬菌体菌株常用此方法筛选。将对噬菌抗噬菌体菌株常用此方法筛选。将对噬菌体敏感的出发菌株经变异处理后的菌悬液大量体敏感的出发菌株经变异处理后的菌悬液大量接入含有噬菌体的培养液中，为了保证敏感菌接入含有噬菌体的培养液中，为了保证敏感菌不能存活，可使噬菌体数大于菌体细胞数。此不能存活，可使噬菌体数大于菌体细胞数。此时出发菌株全部死亡，只有变异产生的抗噬菌时

7、出发菌株全部死亡，只有变异产生的抗噬菌体突变株能在这样的环境中不被裂解而继续生体突变株能在这样的环境中不被裂解而继续生长繁殖。通过平板分离即可得到纯的抗性变异长繁殖。通过平板分离即可得到纯的抗性变异株。株。菌种选育 耐高温菌株法筛选：将处理过的菌悬耐高温菌株法筛选：将处理过的菌悬液在一定高温下处理一段时间后再分离。液在一定高温下处理一段时间后再分离。对此温度敏感的细胞被大量杀死，残存的对此温度敏感的细胞被大量杀死，残存的细胞则对高温有较好的耐受性。细胞则对高温有较好的耐受性。 耐高温菌株在工业发酵中的应用意义耐高温菌株在工业发酵中的应用意义在于它可以在于它可以节约冷却水节约冷却水的用量，尤其是

8、在的用量，尤其是在夏季，并能夏季，并能减少染菌减少染菌的机会。耐高温菌株的机会。耐高温菌株所产生所产生酶的热稳定性酶的热稳定性较高，适用于一些特较高，适用于一些特殊的工艺过程。殊的工艺过程。菌种选育 耐高浓度酒精的酵母菌的酒精发酵耐高浓度酒精的酵母菌的酒精发酵能力较高，也适宜提高发酵醪浓度，提能力较高，也适宜提高发酵醪浓度，提高醪液酒精浓度。高醪液酒精浓度。 而耐高渗透压的酵母菌株具有积累而耐高渗透压的酵母菌株具有积累甘油的性能，可用于甘油发酵。甘油的性能，可用于甘油发酵。 耐高酒精度、高渗透压的菌株也可耐高酒精度、高渗透压的菌株也可分别在高浓度酒精或加蔗糖等造成的高分别在高浓度酒精或加蔗糖等

9、造成的高渗环境下一次性筛选获得。渗环境下一次性筛选获得。菌种选育 2）阶梯性筛选法）阶梯性筛选法 药物抗性即抗药性突变株可在培养基中药物抗性即抗药性突变株可在培养基中加入一定量的加入一定量的药物或对菌体生长有抑制作药物或对菌体生长有抑制作用的代谢物结构类似物用的代谢物结构类似物来筛选，大量细胞来筛选，大量细胞中少数抗性菌在这种培养基平板上能长出中少数抗性菌在这种培养基平板上能长出菌落。但是在相当多的情况下，无法知道菌落。但是在相当多的情况下，无法知道微生物究竟能耐受多少高浓度的药物，这微生物究竟能耐受多少高浓度的药物，这时，药物抗性突变株的筛选需要应用阶梯时，药物抗性突变株的筛选需要应用阶梯性

10、筛选法。性筛选法。菌种选育 因为药物抗性常受因为药物抗性常受多位点基因多位点基因的控制，的控制，所以药物的抗性变异也是逐步发展的，时间所以药物的抗性变异也是逐步发展的，时间上是渐进的，先是可以抗较低浓度的药物，上是渐进的，先是可以抗较低浓度的药物，而对高浓度药物敏感，经而对高浓度药物敏感，经“驯化驯化”或诱变处或诱变处理后，可能成为抗较高浓度药物的突变株。理后，可能成为抗较高浓度药物的突变株。 菌种选育 阶梯筛选法由梯度平板或纸片扩散在培阶梯筛选法由梯度平板或纸片扩散在培养皿的空间中造成药物的浓度梯度，可以筛养皿的空间中造成药物的浓度梯度，可以筛选到耐药浓度不等的抗性变异菌株，使暂时选到耐药浓

11、度不等的抗性变异菌株，使暂时耐药性不高，但有发展前途的菌株不致于被耐药性不高，但有发展前途的菌株不致于被遗漏。阶梯性筛选法较适合于药物抗性菌株遗漏。阶梯性筛选法较适合于药物抗性菌株的筛选，特别是在暂时无法确定微生物可以的筛选，特别是在暂时无法确定微生物可以接受的药物浓度情况下。接受的药物浓度情况下。菌种选育 (1)梯度平板法梯度平板法(Gradient plate) 先将先将10ml左右的一般左右的一般固体培养基倒入培养皿中，将皿底斜放，使培养基凝结固体培养基倒入培养皿中，将皿底斜放，使培养基凝结成斜面，然后将皿底放平，再倒入成斜面，然后将皿底放平，再倒入7-10ml含适当浓度的含适当浓度的药

12、物的培养基，凝固后放置过夜。由于药物的扩散，上药物的培养基，凝固后放置过夜。由于药物的扩散，上层培养基越薄的部位，其药物浓度越稀，造成一由稀到层培养基越薄的部位，其药物浓度越稀，造成一由稀到浓的药物浓度渐增的梯度。再将菌液涂布在梯度平板上，浓的药物浓度渐增的梯度。再将菌液涂布在梯度平板上，药物低浓度区域菌落密度大，大都为敏感菌，药物高浓药物低浓度区域菌落密度大，大都为敏感菌，药物高浓度区域菌落稀疏甚至不长，浓度越高的区域里长出的菌度区域菌落稀疏甚至不长，浓度越高的区域里长出的菌抗性越强。在同一个平板上可以得到耐药浓度不等的抗抗性越强。在同一个平板上可以得到耐药浓度不等的抗性变异菌株。如果菌体对

13、药物有个耐受临界浓度，则会性变异菌株。如果菌体对药物有个耐受临界浓度，则会形成的明显界线。形成的明显界线。菌种选育 梯度平板法也常用于梯度平板法也常用于抗代谢拮抗物突变株抗代谢拮抗物突变株的筛选，的筛选，以提高相应代谢产物的产量。以提高相应代谢产物的产量。 异烟肼是吡哆醇的代谢拮抗物，两者的分子结构异烟肼是吡哆醇的代谢拮抗物，两者的分子结构类似。根据微生物产生抗药性原理，异烟肼抗性突变类似。根据微生物产生抗药性原理，异烟肼抗性突变有可能是产生了分解异烟肼的酶类，也有可能通过合有可能是产生了分解异烟肼的酶类，也有可能通过合成更高浓度的吡哆醇来克服异烟肼的竞争性抑制。实成更高浓度的吡哆醇来克服异烟

14、肼的竞争性抑制。实验证明多数菌株是发生了后一性质的变异才获得抗性验证明多数菌株是发生了后一性质的变异才获得抗性的。这样，通过梯度培养法就可以达到定向培育生产的。这样，通过梯度培养法就可以达到定向培育生产吡哆醇的高产菌株。吡哆醇的高产菌株。图图 吡哆醇与代谢拮抗物异烟肼的分子结构吡哆醇与代谢拮抗物异烟肼的分子结构菌种选育梯度培养法培育若干代谢产物的生产菌梯度培养法培育若干代谢产物的生产菌代谢产物代谢产物生产菌生产菌代谢拮抗物代谢拮抗物肌苷肌苷肌苷肌苷腺嘌呤腺嘌呤烟碱酸烟碱酸色氨酸色氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸吡咯叠氮吡咯叠氮短小芽孢杆菌短小芽孢杆菌棒杆菌棒杆菌鼠伤寒沙门氏杆菌鼠伤

15、寒沙门氏杆菌衣藻衣藻伤寒沙门氏杆菌伤寒沙门氏杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌伤寒沙门氏杆菌伤寒沙门氏杆菌金色假单胞菌金色假单胞菌8-氮鸟嘌呤氮鸟嘌呤6-巯鸟嘌呤巯鸟嘌呤2,6-二氨基嘌呤二氨基嘌呤3-乙酰吡啶乙酰吡啶6-甲基色氨酸甲基色氨酸乙硫氨酸乙硫氨酸对氟苯丙氨酸对氟苯丙氨酸三氯三氯-DL-亮氨酸亮氨酸6-氟色氨酸氟色氨酸菌种选育 阶梯性筛选法也有一定的缺点，阶梯性筛选法也有一定的缺点，它们只有在抑制区域才能挑选抗性菌，它们只有在抑制区域才能挑选抗性菌，而低浓度区域面积较大，优良的抗性而低浓度区域面积较大，优良的抗性突变株若被分散在低浓度区域或远离突变株若被分散在低浓度区域或远离纸片的

16、区域，则可能没有被检出，因纸片的区域，则可能没有被检出，因此，漏检的几率较大。此，漏检的几率较大。菌种选育 (2) 纸片扩散法纸片扩散法 纸片扩散法与梯度平板法的原理类似，纸片扩散法与梯度平板法的原理类似，用打孔器将较厚的滤纸打成小圆片，并使纸用打孔器将较厚的滤纸打成小圆片，并使纸片吸收一定浓度的药物，经干燥或不经干燥，片吸收一定浓度的药物，经干燥或不经干燥，放入涂布了菌悬液的平板上，一般放入涂布了菌悬液的平板上，一般9厘米的厘米的培养皿中等距放置三片为宜。经培养后观察培养皿中等距放置三片为宜。经培养后观察围绕纸片的抑菌圈，抑菌圈内出现的可能就围绕纸片的抑菌圈，抑菌圈内出现的可能就是抗性菌。是

17、抗性菌。菌种选育 9 推理选育推理选育 (Rational Selection) 抗生素产生菌的推理选育是建立在抗抗生素产生菌的推理选育是建立在抗生素生物合成机制已知或较清楚的基础上生素生物合成机制已知或较清楚的基础上按需要定向选育的一种方法。按需要定向选育的一种方法。近几年研究近几年研究较多，应用较广，成效显著。就一些抗生较多，应用较广，成效显著。就一些抗生素而言，经过多年的研究，其代谢机理已素而言，经过多年的研究，其代谢机理已较清楚。实践证明，推理选育在抗生素育较清楚。实践证明，推理选育在抗生素育种上的应用其效果远比传统的随机筛选优种上的应用其效果远比传统的随机筛选优越得多，只需适量筛选，

18、即可达到所期望越得多，只需适量筛选，即可达到所期望的目的。的目的。菌种选育替考拉宁产生菌替考拉宁产生菌TA2-2组分高含量组分高含量菌种的推理选育菌种的推理选育 替考拉宁替考拉宁(teicoplanin)系替考游动放线系替考游动放线菌菌(Acti-noplanesteichomyceticus)发酵产生的发酵产生的一糖肽类抗生素一糖肽类抗生素, 是是5个化学结构十分相似化个化学结构十分相似化合物合物(TA2-1,TA2-2,TA2-3,TA2-4,TA2-5)的混的混合物。合物。5个组分的差异仅在于酰基侧链的不个组分的差异仅在于酰基侧链的不同。同。5个组分中个组分中TA2-2为主要有效成份。为

19、主要有效成份。菌种选育替考拉宁化学结构替考拉宁化学结构 菌种选育 L-缬氨酸是缬氨酸是TA2-2组分的酰基侧链的生物组分的酰基侧链的生物合成前体。在合成前体。在L-缬氨酸代谢途径中，缬氨酸代谢途径中，L-缬氨酸缬氨酸是该分枝代谢途径的第一个酶乙酰乙酸是该分枝代谢途径的第一个酶乙酰乙酸合酶的反馈抑制剂。因此，如果能够解除反馈合酶的反馈抑制剂。因此，如果能够解除反馈抑制，就能增加抑制，就能增加L-缬氨酸的浓度，有利于缬氨酸的浓度，有利于TA2-2组分的生物合成。组分的生物合成。 缬氨酸氧肟酸缬氨酸氧肟酸(valinehydroxamate，VH)为为L-缬氨酸的结构类似物，如果能够诱变得到缬缬氨酸

20、的结构类似物，如果能够诱变得到缬氨酸氧肟酸的抗性突变株，就有可能选育出氨酸氧肟酸的抗性突变株，就有可能选育出TA2-2组分含量高的替考拉宁高产菌株。组分含量高的替考拉宁高产菌株。菌种选育替考拉宁推理选育方法：替考拉宁推理选育方法：1 诱变处理：诱变处理： 将替考游动放线菌的新鲜斜面孢子将替考游动放线菌的新鲜斜面孢子制成单孢子悬浮液，吸取制成单孢子悬浮液，吸取5ml于无菌双蝶于无菌双蝶中，置中，置254nm，功率，功率30W紫外灯下紫外灯下30cm处，振荡照射处，振荡照射100s。菌种选育替考拉宁推理选育方法：替考拉宁推理选育方法： 2菌株对缬氨酸氧肟酸敏感性的考察：菌株对缬氨酸氧肟酸敏感性的考

21、察： 将未处理的单孢子悬浮液涂布于含不同将未处理的单孢子悬浮液涂布于含不同浓度的缬氨酸氧肟酸的平板培养基中，培养浓度的缬氨酸氧肟酸的平板培养基中，培养后观察菌落的生长情况。后观察菌落的生长情况。 3 缬氨酸氧肟酸抗性菌株的选育：缬氨酸氧肟酸抗性菌株的选育： 将诱变后的存活孢子涂布在含将诱变后的存活孢子涂布在含0.3%的缬的缬氨酸氧肟酸平板分离培养基中，筛选缬氨酸氨酸氧肟酸平板分离培养基中，筛选缬氨酸氧肟酸抗性氧肟酸抗性(VHr)突变株。突变株。菌种选育表表1缬氨酸氧肟酸对产生菌生长的影响缬氨酸氧肟酸对产生菌生长的影响VH浓度浓度(%)生长情况生长情况*00.050.10.150.20.250.

22、30.35+-+:极好极好;+:好好;+:中等中等;+:差差;-:不生长不生长替考拉宁推理选育结果（替考拉宁推理选育结果（1）：）：菌种选育替考拉宁推理选育结果（替考拉宁推理选育结果（2）：）：相对生产能力相对生产能力TA2-2平均平均最高最高平均平均(%) 最高最高(%)NSUVUV+VHr10010212710010713534384739.1641.6960.09表表2 自然分离株、自然分离株、UV诱变株及诱变株及VHr拮拮抗株总产量及抗株总产量及TA2-2含量比较含量比较菌种选育替考拉宁推理选育结果（替考拉宁推理选育结果（3）：）：表表3 菌株菌株98-1-227传代后的生产能力和传代

23、后的生产能力和TA2-2组分含量组分含量传代传代相对活力相对活力TA2-2(%)1234100102988556.2159.9955.5448.38菌种选育 Avermectin产生菌诱导推理选育产生菌诱导推理选育 avermectin(AVM)系一簇十六元大环内酯系一簇十六元大环内酯类抗生素类抗生素,它含有它含有8个结构相似的组份个结构相似的组份:A1a、A1b、A2a、A2b、B1a、B1b、B2a、B2b。8个组分中个组分中B1a为主要有效成份。为主要有效成份。Avermectin化学结构化学结构菌种选育Avermectin结构结构每个组份的生每个组份的生物合成途径如物合成途径如下下:A

24、VM内酯内酯环由环由5个乙酸、个乙酸、7个丙酸和个丙酸和1个个支链脂肪酸通支链脂肪酸通过过1个聚酮体个聚酮体的中间体合成。的中间体合成。菌种选育 Figure Biosynthesis of the avermectin菌种选育 Comparison of the hypothetical reaction mechanism of SU1 and SU2 on avermectin PKS and milbemycin PKS 菌种选育 Comparison of the hypothetical reaction mechanism of SU10, SU11, and SU12 on a

25、vermectin PKS and milbemycin PKS 菌种选育Avermectin用亮氨酸推理选育方法：用亮氨酸推理选育方法： 诱变处理将诱变处理将S.avermitilis XC1-25新鲜斜面培养物新鲜斜面培养物制成单孢子悬浮液制成单孢子悬浮液,吸取吸取5ml放入无菌平板中放入无菌平板中,并并置于波长置于波长253.7nm、功率、功率30W紫外灯下紫外灯下30cm处处开盖、振荡照射开盖、振荡照射60s备用。备用。 含有含有L-Ile平板的制备平板的制备:将不含将不含L-Ile培养基培养基20ml倒入培养皿内倒入培养皿内,平放平放,待凝后再倒入待凝后再倒入5ml含有含有0.1%L

26、-Ile的培养基的培养基,平放。平放。L-Ile变株的分离变株的分离:将经将经UV处理过的存活孢子处理过的存活孢子,以以适当浓度涂布于含有适当浓度涂布于含有0.1% L-Ile的平板培养基上的平板培养基上培养培养,Ile变株系从这种培养基上生长的菌落中分变株系从这种培养基上生长的菌落中分离得到。离得到。菌种选育Avermectin用亮氨酸推理选育结果：用亮氨酸推理选育结果： Tab.1Comparison of AVMB1 productivity among the natural isolates,UV mutants and the I-lei mutantsB1 (%)averageT

27、he highestNSUVUV+I-lei100109114100118122菌种选育Structure of the spinosad（多杀菌素）（多杀菌素）菌种选育spinosads的生物合成的生物合成菌种选育多杀菌素生物合成基因簇中各基因的功能多杀菌素生物合成基因簇中各基因的功能 基因基因大小大小（氨基酸）（氨基酸）推定功能推定功能基因基因大小大小（氨基酸）（氨基酸）推定功能推定功能spnA 2596PKS spnM 321聚酮交链桥形成聚酮交链桥形成spnB 2153PKS spnN 333福乐糖胺：福乐糖胺：3-酮基还原酶酮基还原酶spnC 3171PKS spnO487福乐糖胺：

28、福乐糖胺：2、3-脱氢酶脱氢酶spnD 4929PKS spnP456福乐糖胺转移酶福乐糖胺转移酶spnE 5589PKS spnQ463福乐糖胺：福乐糖胺：3、4-脱氢酶脱氢酶spnF276聚酮交链桥形成聚酮交链桥形成 spnR386福乐糖胺：转胺酶福乐糖胺：转胺酶spnG 391鼠李糖转移酶鼠李糖转移酶 spnS250福乐糖胺：二甲基转移福乐糖胺：二甲基转移酶酶spnH251鼠李糖：鼠李糖：O-甲基转移酶甲基转移酶 ORF-R1199未知未知spnI396鼠李糖：鼠李糖：O-甲基转移酶甲基转移酶ORF-R2282外切脱氧核糖核酸酶外切脱氧核糖核酸酶spnJ540聚酮交链桥形成聚酮交链桥形成

29、ORF-L15256氧化还原酶氧化还原酶spnK396鼠李糖：鼠李糖：O-甲基转移酶甲基转移酶ORF-L16282lysR调节因子调节因子spnL 284聚酮交链桥形成聚酮交链桥形成菌种选育抗性化合物的确定及顺序推理选育抗性化合物的确定及顺序推理选育 思考题：根据你学的选育知识，设计思考题：根据你学的选育知识，设计spinosad的的选育？选育？菌种选育推理选育步骤推理选育步骤培养基的调整培养基的调整自然选育自然选育菌种选育10 培养基的调整培养基的调整 一个突变株由于基因突变，失去生理一个突变株由于基因突变，失去生理特性的平衡，同时也因此降低了与原来环特性的平衡，同时也因此降低了与原来环境条

30、件的适应能力。由于这种环境因素的境条件的适应能力。由于这种环境因素的选择作用，不适应的突变株优良性状不能选择作用，不适应的突变株优良性状不能表达，甚至被淘汰。表达，甚至被淘汰。 在实际选育中，当选育到一个优良变在实际选育中，当选育到一个优良变株时，要改变环境条件，即调整培养基配株时，要改变环境条件，即调整培养基配方和培养条件，使变株处于一个适应的环方和培养条件，使变株处于一个适应的环境中得到充分表达的机会，使高产性状及境中得到充分表达的机会，使高产性状及其他优良特性完全发挥出来，这就是其他优良特性完全发挥出来，这就是表达表达型基因型环境的作用。型基因型环境的作用。菌种选育 基于上述道理，对诱变

31、基于上述道理，对诱变12代后代后的优良菌株，要进行培养基和培养条的优良菌株，要进行培养基和培养条件的调整，使它在短时间内的群体遗件的调整，使它在短时间内的群体遗传结构占优势，从而表现出更高的生传结构占优势，从而表现出更高的生产性能，发酵单位达到最佳水平。产性能，发酵单位达到最佳水平。菌种选育表表 抗霉素抗霉素A生产菌在不同环境条件下的生产能力生产菌在不同环境条件下的生产能力选育菌选育菌株号株号 培养基和培养条件组和编号培养基和培养条件组和编号1234567M101 65120204316M106 2405306461938M2066908563164M306870126019604492M40

32、6167220704952M506551271807500M60678009500菌种选育图图 盐霉素生产菌育种过程产量提高情况盐霉素生产菌育种过程产量提高情况CACBCDEFA 营养改良营养改良B 培养基调整培养基调整C 选育新菌种选育新菌种D 菌种改良菌种改良E 调整营养，调整营养， 增加种量增加种量F 培养基调整培养基调整相对效价相对效价1600菌种选育 培养基调整方法：培养基调整方法： 正交设计正交设计 响应面方法响应面方法菌种选育 首先通过试验确定该菌种最适的首先通过试验确定该菌种最适的碳、氮源、无机盐及其他生长因子，碳、氮源、无机盐及其他生长因子，在全面分析影响试验指标的培养基各在

33、全面分析影响试验指标的培养基各组成成分的基础上，排除已经明确作组成成分的基础上，排除已经明确作用不大的组成成分，让它们作为试验用不大的组成成分，让它们作为试验的基础条件，固定在同一水平上，抓的基础条件，固定在同一水平上，抓住影响指标的限制性因素（组成成分）住影响指标的限制性因素（组成成分）进行试验，并根据实际可能和菌种的进行试验，并根据实际可能和菌种的需要，确定各因素的水平组成成分需要，确定各因素的水平组成成分（含量）。（含量）。菌种选育 SAS(StatisticalAnalysisSystem)软件是包括数软件是包括数据的统计分析、运筹等问题的科学计算等大量模据的统计分析、运筹等问题的科学

34、计算等大量模块的集成软件系统。块的集成软件系统。Packett-Burman(P设计法是设计法是基于不完全平衡下的试验方法基于不完全平衡下的试验方法,用最少试验次数尽用最少试验次数尽可能精确地估计主效果因素。响应面分析法可能精确地估计主效果因素。响应面分析法(ResponseSurfaceAnalysis,RSA)是综合试验分析是综合试验分析和数学建模最经济合理的实验设计。它以回归法和数学建模最经济合理的实验设计。它以回归法作为函数恒算工具作为函数恒算工具,通过多项式近似通过多项式近似,把因子与试把因子与试验结果验结果(响应值响应值)的关系函数化的关系函数化,以此对因子进行面以此对因子进行面分

35、析分析,研究因子与响应值之间、因子与因子之间的研究因子与响应值之间、因子与因子之间的相互关系相互关系,弥补了以前在微生物培养基优化方面的弥补了以前在微生物培养基优化方面的不足。不足。菌种选育3.3.3 抗噬菌体菌株的选育抗噬菌体菌株的选育 在工业微生物发酵过程中，不少品种在工业微生物发酵过程中，不少品种遭受噬菌体的感染，使生产不能进行。遭受噬菌体的感染，使生产不能进行。 消灭噬菌体消灭噬菌体 选育抗噬菌体菌株；噬菌体易变异，选育抗噬菌体菌株；噬菌体易变异，要不断的选育抗噬菌体菌株。要不断的选育抗噬菌体菌株。 菌种选育3.3.3 抗噬菌体菌株的选育抗噬菌体菌株的选育（1）自然选育：以噬菌体为筛子

36、，敏感的菌）自然选育：以噬菌体为筛子，敏感的菌株不经任何诱变，自然突变获得的抗性菌株不经任何诱变，自然突变获得的抗性菌株。抗性突变频率低。株。抗性突变频率低。（2）诱变选育：敏感菌株经诱变因素处理，）诱变选育：敏感菌株经诱变因素处理，然后将处理过的孢子液分离在含有高浓度然后将处理过的孢子液分离在含有高浓度的噬菌体的平板培养基上，经处理后的存的噬菌体的平板培养基上，经处理后的存活的孢子中，如存在抗性变异菌株就能在活的孢子中，如存在抗性变异菌株就能在此平板上生长。此平板上生长。 菌种选育3.3.3 抗噬菌体菌株选育的方法抗噬菌体菌株选育的方法 (3) 将敏感菌株经诱变因素处理后接入将敏感菌株经诱变因素处理后接入种子培养基，待菌丝长浓后加入高浓度种子培养基，待菌丝长浓后加入高浓度的噬菌体再继续培养几天；再加入噬菌的噬菌体再继续培养几天；再加入噬菌体反复感染，使敏感菌被噬菌体所裂解，体反复感染，使敏感菌被噬菌体所裂解，最后取出菌丝进行平板分离，从中筛选最后取出菌丝进行平板分离，从中筛选抗性菌株。抗性菌株。菌种选育抗噬菌体菌株的特性试验抗噬菌体菌株的特性试验 （1）抗噬菌体性状的稳定性试验：抗性菌）抗噬菌