食品微生物讲义第五章

1、第五章 微生物的遗传变异和菌种选育1.微生物遗传变异的物质基础遗传：亲遗传信息。物的性状在子代得到表现；亲物传递给子代一套实现与其相同形状的变异：生物体在外因或内因的作用下，遗传物质的结构或数量发生改变。同样遗传型的生物，在不同的外界条件下，会呈现不同的表型。这类表型上的差别，只能称适应或饰变，而不是真正的变异。证明核酸是遗传变异物质基础的经典实验双球菌的转化实验、噬菌体的实验、烟草花叶的拆开与重组实验。2.微生物的突变突变：指生物体的表型突然发生的可遗传的变化。突变的特点适用于整个生物界：不对应性：突变的性状与突变原因之间无直接的对应关系。2.2自发性：突变可以在没有人为诱变稀有性：突变率低

2、且稳定。处理下自发地产生。独立性：各种突变独立发生，不会互相影响。可诱发性：诱变剂可提高突变率。稳定性：变异性状稳定可遗传。可逆性：从原始的野生型称为回复突变或回变。突变的机制到变异株的突变称为正向突变，从突变株回到野生型的过 自发突变可能的机制（1）多低剂量的诱变效应微生物自身代谢产物的诱变效应互变异构效应环状突变效应2.3.2诱发突变的机制微生物的诱变育种诱变育种的步骤和方法（1）出发菌株的选择出发菌株：用来进行诱变或重组育种处理的起始菌株。目的：挑选出对诱变剂敏感性大、变异幅度广、产量高的出发菌株。同步培养同步培养：在诱变育种中，处理材料一般采用生理状态一致的单倍体、单核

3、细胞，菌悬液的细胞应尽可能达到的同步生长状态。单细胞(或单孢子) 悬液的诱变处理方法：选择合适的诱变剂，然后确定其使用剂量。常用诱变剂有两大类：物理诱变剂和化学诱变剂。5） 中间培养实际发生变异与变异养过程称为中间培养。来之间相隔若干代的现象，称为分离性表型延迟现象。其培变异处理后细胞在液体培养基中培养几小时，使细胞的遗传物质到纯的变异细胞。（6） 分离和筛选目的：采用一些简化方法，筛选出性能良好的正突变菌株，繁殖数代，以得3. 微生物的重组重组：是两个独立的过程。组内的遗传，通过交换与重新组合形成新的稳定组原核生物的转化重组转化：受体菌直接吸收了来自供体菌的 DN段，通过交换，把它组合到自己

4、的组中，从而获得了供体菌的部分遗传性状的现象。转化发生的条件：在进化过程中有密切的亲缘关系受体和供体受体细胞要处于感受态.的同源性供体 DN3.1.2转导段（转化因子）大小适宜，须是双链 DNA转导：是以噬菌体为媒介，把一个菌株的遗传物质导入另一个菌株，并使这个菌株获得另一个菌株遗传性状。类型：分为普遍性转导和特异性转导。3.1.3 接合接合：通过供体菌和受体菌的直接接触传递遗传物质。真核微生物的有性杂交重组有性杂交：指在微生物的有性繁殖过程中，两个性细胞相互接合，通过质配、核配后形成双倍体的合子，随之合子进行减数，部分可能发生交换而进行随机分配，由此而产生重组及新的遗传型，并把遗传性状按一定

5、的规律性遗传给后代的过程。3.2.2准性生殖：类似于有性生殖但更原始的生殖方式，是通过同一物种两个不同菌株的体细胞发生融合，不经过减数而导致低频率重组并产生重组子。4. 微生物的菌种选育在微生物工业应用中，微生物菌种工作主要包括以下四方面： 菌种的分离筛选：挑选符合生产要求的菌种，这是选种工作的任务。 菌种培育： 改良已有菌种的生产性能，使产品的质和量不断提高，或使它更适应于工艺的要求，这是育种工作的任务。 菌种的保藏： 一切生产菌种都要使它避免作的任务。和生产性能的下降，这是菌种保藏工菌种的复壮： 如果发现菌种的生产性能下降，就要设法使它恢复，这便是菌种复壮工作的任务。自然界工业菌种筛选程序

6、采样土样：微生物的营养需求和代谢类型与其生长环境有着很大的相关性：森林土 素酶产生菌；肉类附近和饭店排水沟的污水、污泥 蛋白酶等场所蛋白酶、淀粉酶产生和脂肪酶产生菌；面粉菌、糕点厂、酒厂及淀粉适宜采样季节：温度适中，雨量不多的秋初。采样方法：用无菌刮铲、土样等有代表性的样品； 取离地面 515cm 处的土。将到的土样盛入灭过菌的容器中；采好的样必须完整地标上样本的种类及日期、地点以及4下，但地点的地理、生态参数等；采好的样品应及时处理，暂不能处理的也应时间不宜过长。于增殖培养目的：设法增加所要菌种的数量，以增加分离的几率。方法：选择性的配制培养基（如营养成分、添加抑制剂等），选择一定的培养条件

7、（如培养温度、培养基酸碱度等）来控制。培养分离常用的分离方法有稀释分离法、划线分离法和组织分离法。筛选初筛以量（选留菌株的数量）为主：根据在平板上的直观反应挑选高产菌株复筛以质（测定数据的精度）为主：摇瓶培养，对培养液进行分析测定毒性试验凡是与食品工业有关的菌种，除啤酒酵母、脆壁酵母、作毒性试验外，其他微生物均需通过两年以上的毒性试验。、米和枯草杆菌无须微生物菌种菌种的菌种的防止、复壮及保藏与复壮现象的措施控制传代次数创造良好的培养条件利用不同类型的细胞进行移种传代4.2.2微生物菌种保藏常用的方法有：蒸馏水悬浮法、斜面传代保藏、矿物油中浸没保藏、干燥-载体保藏、冷冻保藏、真空冻干保藏等方法。

8、Checkpoanisms distinctive genetic makeup is referred to as tAnotype. The expresoftotype creates traits referred to as the phenotype.The basic unit of DNA structure is a nucleotide. Each nucleotide is comed of phosphate,deoxyrie sugar, anda nitrogenous base. The nucleotides covalently bond to form as

9、ugar-phosphate linkagebonds with their counttes the backbone of each strand. The bases form hydrogenarts on the other strand. In DNA, the purine adenine (A) always pairswith the pyrimidine thymine (T), and the purine guanine (G) always pairs with the pyrimidinecytosine (C).Protein synthesis is regul

10、ated through gene induction or repres, as controlled by anoperon. Operon consists of several structural genes controlled by a common regulatory element.DNA replication is semiconservative and requires the participation of several enzymes.DNA is used to produce RNA (transcription) and RNA is then use

11、d to produce protein (translation).Unlike DNA, RNA is a single stranded, contains uracil instead of thymine and rie insteadof deoxyrie.Permanent changesmay be spontaneous or induced.ome of a microanism are known as muions. MuionsA spontaneous muion is a random changet occur without a known cause.he

12、DNA arising from errors in replicationInduced muions result from exure to known mutagens, which are primarily physical orchemical agentsteract with DNA in a disruptive manner.ermicrobial transfer and geneticbinant permit gene sharing betn bacteria. Majortypes ofrequires the attabination include conjugation, transformation, and transduction. Conjugationent of two related species and formation of a bridget can transport DNA.Transformion entails the transfer of naked DNA and requi