微生物的菌种选育课件

工业微生物5.微生物的菌种选育理想发酵工业用菌要求1、遗传性状稳定；2、生长速度快，不易被噬菌体等异种微生物污染；3、目标产物的产量尽可能接近理想转化率；4、最好是胞外产物；5、尽可能减少产物类似物的生成；6、培养基简单、来源广、价格低；7、对T、pH、离子强度、剪切力不敏感；8、溶氧要求低、便于培养能耗低；纯种分离(1)稀释法(2)划线法(3)组织分离原种斜面筛选(1)纸片培养显色法(2)透明圈法(3)变色圈法(4)生长圈法(5)抑菌圈法复筛再复筛3－5株性能鉴定发酵pH、T、通风、搅拌、无菌程度、适应性、副产品和对低劣廉价原料的利用毒性实验菌种鉴定5.2基因突变和微生物菌种选育一、3个经典实验

（一）经典转化试验最早进行转化（transformation）实验的是F.Griffith（1928年），他以Streptococcuspneumoniae（肺炎链球菌，旧称“肺炎双球菌”）作为研究对象。5.2.1遗传变异的物质基础（2）细菌培养试验（3）S型菌的无细胞抽提液试验（1）从活的S菌中抽提各种细胞成分（DNA，蛋白质，荚膜多糖等）（2）对各组分进行转化试验只有DNA被酶降解破坏的抽提物无转化活性DNA是转化所必需的转化因子（二）噬菌体感染实验1952年，A.D.Hershey和M.Chase发表了证明DNA是噬菌体的遗传物质基础的著名实验——噬菌体感染实验在DNA中存在着包括合成蛋白质外壳在内的整套遗传信息。（三）植物病毒的重建实验为了证明核酸是遗传物质，H.Fraenkel-Conrat（1956）用含RNA的烟草花叶病毒（TMV）进行了著名的植物病毒重建实验。烟草花叶病毒的核酸抗血清处理，证明杂种病毒的蛋白质外壳来自病毒1，而非病毒2杂种病毒的后代的蛋白质外壳表现为病毒2，而非病毒1遗传物质是核酸（RNA）而非蛋白质霍氏车前病毒的蛋白质外壳HRVHMV思考1）蛋白质是否可以作为遗传物质？

prion是生命的一个特例？还是仅仅为表达调控的一种形式？2）蛋白质折叠与功能的关系，是否存在折叠密码？DNA→RNA→肽链→蛋白质三、原核微生物的质粒

1.定义和特点质粒：一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。cccDNAocDNAlDNA通常以共价闭合环状（covalentlyclosedcircle，简称CCC）的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中；也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒；质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb；（细菌质粒多在10kb以内）2.质粒的分子结构提取所有胞内DNA后电镜观察；超速离心或琼脂糖凝胶电泳后观察；对于实验室常用菌，可用质粒所带的某些特点，如抗药性初步判断。特定的质粒提取方法和后处理使染色体和RNA均被除掉。3.质粒的检测（1）F质粒（Fplasmid）

又称F因子、致育因子（fertilityfactor）或性因子（sexfactor），其大小约100kb，为cccDNA，这是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用）有关的质粒。携带F质粒的菌株称为F+菌株（相当于雄性），无F质粒的菌株称为F-菌株（相当于雌性）。（2）R质粒（Rplasmid）包括抗药性和抗重金属二大类。又称R因子（Rfactor）、抗性因子（resisitranceplasmid）。含调节DNA复制和拷贝数的基因以及转移基因，相对分子量约11×107，具有转移功能；抗性转移因子（resistancetransferfactor，RTF）抗性决定因子（r-determinant）大小不很固定，相对分子量从几百万至11×108以上，无转移功能，含各种抗性基因，如抗青霉素、氨苄青霉素、氯霉素、链霉素、卡那霉素和磺胺等基因。R质粒一般由两个相连的DNA片段组成由RTF和r决定子结合而形成R质粒的过程：抗性质粒在细菌间的传递是细菌产生抗药性的重要原因之一。R100质粒（89kb）可使宿主对下列药物及重金属具有抗性：汞（mercuricion，mer）四环素（tetracycline，tet）链霉素（Streptomycin,Str）、磺胺（Sulfonamide,Su）、氯霉素（Chlorampenicol,Cm）夫西地酸（fusidicacid，fus）并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于抗性质粒上。R质粒的种类很多，例如，R1（94kb）和R100（89.3kb）等。（3）Col质粒（colicinplasmid，colplasmid）又称大肠杆菌素质粒或产大肠杆菌素因子（colicinogenicfactor，colfactor）。细菌素（bacteriocin）是质粒编码的蛋白质，一般由细菌产生，可抑制或杀死其他近缘细菌或同种不同菌株的代谢产物，但不具有很广的杀菌谱。细菌素结构基因、涉及细菌素运输及发挥作用（processing）的蛋白质的基因、赋予宿主对该细菌素具有“免疫力”的相关产物的基因一般都位于质粒或转座子上，细菌素可以杀死同种但不携带该质粒的菌株。细菌素一般根据产生菌的种类进行命名：大肠杆菌（E.coli）产生的细菌素为colicins（大肠杆菌素），而质粒被称为Col质粒。ColE1质粒：相对分子量小（9kb，约5×106），无接合作用，是松弛性控制、多拷贝的；ColⅠb质粒：相对分子量大（94kb，约8×107），具有通过接合而转移的功能，属严紧型控制，只有1～2个拷贝。（4）Ti质粒（tumorinducingplasmid）即诱癌质粒或冠瘿质粒（crowngallplasmid）。Ti质粒是一种200kb的环状质粒，包括毒性区（vir）、接合转移（con）、复制起始区（ori）和T-DNA区4部分。T-DNA区可携带任何外源基因整合到植物基因组中，Ti质粒是植物基因工程中使用最广、效果最佳的克隆载体。Agrobacteriumtumefaciens（根癌土壤杆菌或根癌农杆菌）释放出的Ti质粒上的T-DNA片断与植物细胞的核基因组整合，合成冠瘿碱类（opines）,破坏控制细胞分裂的激素调节系统，使之变成癌细胞。（5）Ri质粒（rootinducingplasmid）

250kb的Ri质粒中的一段T-DNA整合到宿主根部细胞的核基因组中，可发生转化。Agrobacteriumrhizogenes（发根土壤杆菌或发根农杆菌）可侵染双子叶植物的根部，并诱发大量称为毛状根的不定根。Ri质粒是外源基因的良好载体！（6）mega质粒（megaplasmid）

即巨大质粒，其相对分子量比一般质粒大几十倍至几百倍，存在于Rhizobium（根瘤菌属）中，其上有一系列与共生固氮相关的基因。（7）降解质粒

这类质粒是由降解一系列复杂有机物的酶编码，所以在污水处理、环境保护等方面发挥作用。只在假单胞菌属