《常用菌种的分离选育和保藏精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常用菌种的分离选育和保藏精选PPT.ppt（145页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、关于常用菌种的分离选育和保藏第1页，讲稿共145张，创作于星期日第一节第一节菌种的分离简介菌种的分离简介一、菌种的来源一、菌种的来源根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。第2页，讲稿共145张，创作于星期日二、分离思路二、分离思路新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。有了优良的菌种，还要有合适的工艺条件和合理先进的设备与之配合。第3页，讲稿共145张，创作于星期日定定方方案案：首先要查阅资料，了
2、解所需菌种的生长培养特性。采样：采样：有针对性地采集样品。增增殖殖：人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。分离：分离：利用分离技术得到纯种。发发酵酵性性能能测测定定：进行生产性能测定。这些特性包括形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH值、提取工艺等。三、新种分离与筛选的步骤三、新种分离与筛选的步骤第4页，讲稿共145张，创作于星期日（一）采样一）采样1、采样对象以采集土壤为主。一般园田土和耕作过的沼泽土中，以细菌和放线菌为主，富含碳水化合物的土壤和沼泽地中，酵母和霉菌较多，如一些野果生长区和果园内
3、。采样的对象也可以是植物，腐败物品，某些水域等。第5页，讲稿共145张，创作于星期日2、采样季节：以温度适中，雨量不多的秋初为好。3、采土方式：在选好适当地点后，用小萨子除去表土，取离地面5-15cm处的土约10g，盛入清洁的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好，标记，记录采样时间、地点、环境条件等，以备查考。为了使土样中微生物的数量和类型尽少变化，宜将样品逐步分批寄回，以便及时分离。第6页，讲稿共145张，创作于星期日（二）增殖培养（二）增殖培养为了容易分离到所需的菌种，让无关的微生物至少是在数量上不要增加，可以通过配制选择性培养基，选择一定的培养条件来控制。例如碳源利用的控制，可选定糖，淀粉、纤维素，
4、或者石油等，以其中的一种为唯一碳源，那么只有利用这一碳源的微生物才能大量正常生长，而其它微生物就可能死亡或淘汰。这样对下阶段的纯种分离就会顺利得多。第7页，讲稿共145张，创作于星期日（三）培养分离（三）培养分离尽管通过增殖培养效果显著，但还是处于微生物的混杂生长状态。因此还必须分离，纯化。在这步，增殖培养的选择性控制条件还应进一步应用，而且控制得细一点，好一点。纯种分离的方法有划线分离法、稀释分离法。第8页，讲稿共145张，创作于星期日（四）筛（四）筛选选这一步是采用与生产相近的培养基和培养条件，通过三角瓶的容量进行小型发酵试验，以求得适合于工业生产用菌种。第9页，讲稿共145张，创作于星期
5、日（五）毒性试验（五）毒性试验自然界的一些微生物是在一定条件下产毒的，将其作为生产菌种应当十分当心，尤其与食品工业有关的菌种，更应慎重。据有的国家规定，微生物中除啤酒酵母、脆壁酵母、黑曲霉、米曲霉和枯草杆菌作为食用无须作毒性试验外，其他微生物作为食用，均需通过两年以上的毒性试验。第10页，讲稿共145张，创作于星期日第二节第二节培养分离培养分离从自然界中分离培养微生物是菌种选育的重要和基础的步骤。到目前为止，还没有一种分离培养方法能揭示一个试样中所包含的所有微生物总数和种类。在任一试样中所存在的微生物仅为极少数特定种类的菌株；在工业微生物筛选过程中，应及时调整检测方法，以与各种不同类型的生长和
6、代谢之微生物相适应。因此，建立一更为科学的和针对性不强的分离方法是必要的。第11页，讲稿共145张，创作于星期日一、成功的分离培养方法一、成功的分离培养方法(1)认真考它所需产品的特征和生产过程；(2)制订初步的筛选标准；(3)将生态学方法运用到分离和筛选过程。第12页，讲稿共145张，创作于星期日二、培养分离中要解决的问题1、“分离什么和从哪里分离出?”2、必须充分考虑所分离微生物的生产能力、生长速度、生物群体培养和产品生产工艺及其提纯的难易和费用，工业生产发酵罐中稳定性及遗传操作的难易程度等。3、选择适宜的培养分离方法和检测方法。第13页，讲稿共145张，创作于星期日四、自然界中细菌的分离
7、四、自然界中细菌的分离第14页，讲稿共145张，创作于星期日(一一)采样和采集方法采样和采集方法为了从一特定生态系统中分离出具有代表性的细菌菌群，特别是分离那些在唯一微环境区域中出现的菌群时，必须十分重视样本的采集。样本采集时所需的工具通常有无菌刮铲、土样采集器、镊子、解剖刀、手套、无菌小塑料袋和塑料瓶等。第15页，讲稿共145张，创作于星期日采样的注意事项采样的注意事项1、采样时应尽可能保持相对无菌；2、所采集的样本必须具有某种代表性；3、采好的样必须完整地标上样本的种类及采集日期、地点以及采集地点的地理、生态参数等；4、应充分考虑采样的季节性和时间因素，因为真正的原地菌群的出现可能是短暂的
8、；第16页，讲稿共145张，创作于星期日5、采好的样应及时处理，暂不能处理的也应贮存于4下，但贮存时间不宜过长。这是因为一旦采样结束，试样中的微生物群体就脱离了原来的生态环境，其内部生态环境就会发生变化，微生物群体之间就会出现消长第17页，讲稿共145张，创作于星期日1土样采集方法土样采集方法森林、旱地，草地可先掘洞，由土壤下层向上层顺序采集；水田等浸水土壤在不损土层结构的情况下插入圆筒采集。如果层次要求不严格，可取离地面515cm处的土。将采集到的土样盛入聚乙烯袋或玻璃瓶中。在采集植物根际土样时，一般方法是自土壤中慢慢拔出植物根，在大量无菌水中浸渍约20min，洗去粘附在根上的土壤，然后再用
9、无菌水漂洗下根部残留的土，这部分上却为根际土样。第18页，讲稿共145张，创作于星期日2 2植物体采集方法植物体采集方法在采集叶面时，一般是用灭菌的剪刀、打孔器、安全刀片等，由几片新鲜叶片的同一部位切取一小块，并注意不要损伤周围边缘。选择叶面时应考虑叶位、叶龄、叶片正反面和在一片叶上的取样部位。采集植物根及根系时，方法与根际土样采集方法相似。将洗净的根装入采样袋中，采集根系时，一般与根际土样一起保存。第19页，讲稿共145张，创作于星期日3 3水样采集方法水样采集方法用于细菌检测的水样应收集于100m1干净、灭菌的广口塑料瓶中。由于表层水中含有泥沙，故在采样时应在较深的静水层中采集水样。方法是
10、：握住采样瓶底浸入水中30-50cm处，然后瓶口朝下打开瓶盖，让水样进入。如果有急流存在的话，应直接将瓶口反向于急流。采集瓶从水中取出时应迅速并带有较大的弧度。水样不应装满采样瓶。所有水样都应在24h之内迅速进行检测，或者4下贮存。第20页，讲稿共145张，创作于星期日(二二)培养基的组成原则培养基的组成原则1、就分离培养基的组成而言，部分培养基中必须含有10-50%的天然提取物。加入培养基中的天然提取物，部分培养基中则应含有多种碳、氮源，如几丁质、纤维素或果胶。第21页，讲稿共145张，创作于星期日2、所有分离培养基中都应含有抗真菌剂(如放线菌酮和制霉素)，掺加浓度一般为50gm1，以抑制真
11、菌的生长。3、琼脂平板在使用前应置于37培养箱中孵育l、2天。4、培养基的生物物理学参数，如pH及盐分也应调节到与试样的生态系统参数值相近。第22页，讲稿共145张，创作于星期日富集方法富集方法运用细菌的酶诱导性，在分离培养基中添加若干抗生素、复杂底物及生长因子的前体物质来激活细菌某一特殊基因组，可以建立起若干富集技术。富集可以促进抗性的产生并维持下来。第23页，讲稿共145张，创作于星期日土样中细菌的富集：适度稀释后，取0.1m1涂布已添加及未添加富集底物(如几丁质、纤维素等)的土浸出汁平板。植物体上细菌的分离：无菌富集，加植物浸出液适度培养取样，洗涤，取1ml经适度稀释后涂布平板。水中细菌
12、的分离：水样通过0.22m无菌滤膜，取出滤膜用1ml无菌稀释液将滤膜上的沉积洗下。用样本稀释液适度稀释,涂布平板倒置培养或滤纸压印分离法。第24页，讲稿共145张，创作于星期日水中细菌分离的简易富集技术水中细菌分离的简易富集技术在无菌的、用棉团塞好的广口三角烧瓶中连续培养，定期取样涂布适宜分离琼脂平板上；在不同水体的水样中加入一定的底物如蔗糖、多糖及蛋白质等，同样可以促进水中微生物的增殖。培养过程中可加入低浓度的抗真菌剂以抑制真菌的生长。另一富集方法是在培养烧瓶中添加细菌“附着材料”，如无菌的植物组织或土壤浸出液。通过改变培养温度和培养周期可选择性富集嗜冷性细菌、中温菌和嗜高温菌。第25页，讲
13、稿共145张，创作于星期日次代培养及纯化步骤次代培养及纯化步骤1、涂布的平板经培养后，如生长出菌落，则按涂布不同稀释度的稀释液所得的单菌菌落和多菌菌落对琼脂平板进行分类。2、用无菌牙签将菌落转接到筛选平板上及转接至添加有少量天然浸出液的适宜保藏琼脂斜面上。3、筛选平板经培养后，按生长出菌落的形态学特征如色素、菌落形态等进行最初分组。4、将认为有希望的菌落用牙签转接到另一模拟分离琼脂平板上进行筛选。第26页，讲稿共145张，创作于星期日五、放线菌的分离五、放线菌的分离(一)采样及采集方法应尽可能实行无菌操作。所采集的样本应具有一定的代表性。样本采集完后，应及时处理或在4下贮存，贮存试样处应与划线
14、，筛选平板分开，贮存时间不宜过长。第27页，讲稿共145张，创作于星期日（三）培养基的组成原则（三）培养基的组成原则大多数放线菌的分离培养是在贫脊或复杂底物的琼脂平板上进行的。除嗜温性放线菌外，其他放线菌一般在培养4-20天内在分离平板上缓慢形成菌落。在放线菌分离琼脂中通常都加入抗真菌剂制霉菌素或放线菌酮，以抑制真菌的繁殖。选择性地添加抗生素。分离琼脂平板制备好后，一般皆应在37培养箱中存放3天。第28页，讲稿共145张，创作于星期日放线菌的分离放线菌的分离土样中放线菌的非选择性分离：土样风干，磨碎，无菌海绵压印土样后压印平板后培养。植物体上放线菌的分离：无菌取植物组织，干燥以减少细菌数量，剪
15、碎植物材料后植入平板表层后培养。也可洗下微生物后振荡培养。水中放线菌的分离：为使所要分离的放线菌的数量种类增多，一般将水样离心或滤纸过滤，取离心沉积或滤纸表面沉积进行系列稀释和涂布。第29页，讲稿共145张，创作于星期日次代培养及纯化次代培养及纯化菌落形成后可根据肉眼可见的菌落形态上的差异，作初步的鉴定和区分。通过高倍放大进行镜检，可了解气生和营养孢子形成情况。成功地分离出各种不同的放线菌属及种的关键是所采集样本的本身及其分离用的琼脂培养基；而肉眼识别不同的生长形态、从而初步地加以鉴定，在分离放线菌时显得尤为重要。将分离平板上所形成的菌落用经火焰灼烧灭菌的钩形针或无菌牙签挑取，点接到琼脂平板上
16、进行影印培养，以进一步筛选和分离。第30页，讲稿共145张，创作于星期日六六、真菌分离1、利用低碳氮比的培养基可使真菌生长菌落分散，利于计数，分离和鉴定。这里主要是利用营养成分的减少而使生长减慢，并由此限制真菌的迁涉生长。2、改变培养温度将有利于不同嗜温区真菌的分离。3、有时，真菌子实体形成必须有光线，这在分离培养时应加以考虑。第31页，讲稿共145张，创作于星期日4、选择性富集：是通过一定的方式使样本中一种或一群微生物数量上的增加而利于分离的一种技术。富集可以是种水平的，如通过营养要求的改变来富集分离镰刀菌；也可以是组成群水平的，如以纤维素为唯一碳源的选择性培养基可选择性富集所有能降解纤维素
17、的纤维素裂解微生物。5、选择性抑制培养基可使非目标微生物消除或减少到一定程度。在分离培养基中加入一定的抗生素即可有效地抑制细菌生长及菌落形成。第32页，讲稿共145张，创作于星期日真菌的分离方法真菌的分离方法土中真菌的分离：稀释法，混入法，压贴法，粘附法，浮选法，注射器采集法，土过筛法，庶糖密度梯度离心法。植物材料中真菌的分离：植入法，压贴法，洗涤法，浸泡法。水中真菌的分离：水样稀释后涂布分离。饵诱技术常用于水中真菌的富集。子实体直接分离培养担子菌：新采集的子实体组织植入平板内或在放于液体培养基表面放一小块无菌滤纸上培养。第33页，讲稿共145张，创作于星期日第三节第三节 工业菌种的育种方针工
18、业菌种的育种方针工业菌种的育种：是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行的多方位的改造。通过改造，可使现存的优良性状强化，或去除不良性质或增加新的性状。第34页，讲稿共145张，创作于星期日工业菌种育种的方法工业菌种育种的方法诱变基因转移基因重组第35页，讲稿共145张，创作于星期日育种过程育种过程包括下列3个步骤：(1)在不影响菌种活力的前提下，有益基因型的引入。(2)希望基因型的选出。(3)改良菌种的评价(包括实验规模和工业生产规模)。第36页，讲稿共145张，创作于星期日选择育种方法时综合考虑的因素选择育种方法时综合考虑的因素(1)待改良性状的本质及与发酵工艺的关系(如
19、批式或连续发酵试验)；(2)对这一特定菌种的遗传和生物化学万面认识的明了程度；(3)经济费用。如果对特定菌种的基本性状及其工艺知晓甚少，则多半采用随机诱变、筛选及选育等技术：如果对其遗传及生物化学方面的性状已有较深的认识，则可选择基因重组等手段进行定向育种。第37页，讲稿共145张，创作于星期日工业菌种改良方法工业菌种改良方法(1)解除或绕过代谢途径中的限速步骤：通过增加特定基因的拷贝数或增加相应基因的表达能力来提高限速酶的含量；在代谢途径中引伸出新的代谢步骤，由此提供一个旁路代谢途径。(2)增加前体物的浓度。(3)改变代谢途径，减少无用副产品的生成以及提高菌种对高浓度的有潜在毒性的底物、前体
20、或产品的耐受力。第38页，讲稿共145张，创作于星期日(4)抑制或消除产品分解酶。(5)改进菌种外泌产品的能力。(6)消除代谢产品的反馈抑制。如诱导代谢产品的结构类似物抗性。第39页，讲稿共145张，创作于星期日第四节第四节 诱变育种诱变育种以微生物的自然变异作为基础的生产选种的机率并不很高，一个基因的自然突变频率仅10-6-10-10左右。诱变育种：以诱发突变为基础的育种，是迄今为止国内外提高菌种产量、性能的主要手段。第40页，讲稿共145张，创作于星期日诱变物理、化学或生物诱变方法物理、化学或生物诱变方法一、诱变剂和诱变处理物理诱变剂：射线如紫外线、X射线、射线，快中子；物理因素中目前使用
21、得最方便而且十分有效的是紫外线。许多高产菌株的选育都用过紫外线，对于一般实验室、中小型工厂都适用，也很安全。其他的几种射线都是电离性质的，有一定的穿透力，一般都由专业人员在专门的设备中使用，否则有一定危险性。第41页，讲稿共145张，创作于星期日化学诱变剂：化学因子如碱基类似物、5氟尿嘧啶、烷化剂等。化学诱变剂中使用最多、最有效的是烷化剂。使用化学诱变剂的优缺点：1、大多数情况下，就突变数量而言，要比电离辐射更有效。第42页，讲稿共145张，创作于星期日2、化学诱变剂是很经济的，因为只需要少量的合适的诱变剂，设备是实验室的一般玻璃器皿，一个蒸气罩。而用电离辐射行工作时，设备费用大，并要注意安全
22、性。3、大部分诱变剂是致癌剂，所以在使用中必须非常谨慎，要避免化学诱变剂与皮肤接触，且切勿吸入其蒸气，有人对某些诱变剂极其敏感，甚至未直接接触就会过敏，这就更要当心。第43页，讲稿共145张，创作于星期日诱变剂的选择诱变剂的选择1碱基类似物和羟胺具有很高的特异性，但很少使用，回复突变率高，效果不大。2亚硝酸和烷化剂应用的范围较广，造成的遗传损伤较多。其中亚硝基胍和甲基磺酸乙酯常被称为“超诱变剂”，甲基磺酸乙酯是毒性最小的诱变剂之一。第44页，讲稿共145张，创作于星期日3吖啶类诱变剂可以造成生化代谢途径的完全中断。4紫外线仍十分有效。电离辐射是造成染色体巨大损伤的最好诱变剂，它能造成不可回复的
23、缺突变。但它可能影响邻近基因的性能。第45页，讲稿共145张，创作于星期日二、诱变育种步骤出发菌株的选择处理菌悬液的制备诱变处理中间培养分离和筛选第46页，讲稿共145张，创作于星期日(一一)出发菌株的选择出发菌株的选择1自然界新分离的野生型菌株，对诱变处理较敏感，容易达到好的效果。2在生产中经生产选种得到的菌株与野生型较相像，也是良好的出发菌株。3每次诱变处理都有一定提高的菌株，往往多次诱变能积累较多的提高。4出发菌株开始时可以同时选23株，在处理比较后，将更适合的出发菌株留作继续诱变。第47页，讲稿共145张，创作于星期日5要尽量选择单倍体细胞、单核或核少的多细胞体来作出发诱变细胞，这是由
24、于变异性状大部分是隐性的，特别是高产基因。6根据采用的诱变剂或根据细胞生理状态或诱变谱选择诱变剂，因为同一诱变剂的重复处理会使细胞产生抗性，使诱变效果下降。有的诱变剂是作用于营养细胞，就要选对数期的细胞：有的作用于休止期，就可选用孢子。第48页，讲稿共145张，创作于星期日(二二)处理菌悬液的制备处理菌悬液的制备这一步骤的关键是制备单细胞和单孢子状态的、活力类似的菌悬液，为此要进行合适培养基的培养，并要离心，洗涤，过滤。第49页，讲稿共145张，创作于星期日(三三)诱变处理诱变处理根据前面有关诱变剂及诱变处理的介绍，结合诱变对象的实际，设计诱变处理方案。第50页，讲稿共145张，创作于星期日(
25、四四)中间培养中间培养 由于在发生了突变尚未表现出来之前，有一个表现延迟的过程，即细胞内原有酶量的稀释过程(生理延迟)，需3代以上的繁殖才能将突变性状表现出来。这个过程对今后的筛选和获得稳定菌株都是极为重要的。第51页，讲稿共145张，创作于星期日 方法：让变异处理后细胞在液体培养基中培养几小时，以让细胞的遗传物质复制，让细胞繁殖几代，以得到纯的变异细胞。这样，隐性的变异就会显现出来，若不经液体培养基的中间培养，直接在平皿上分离就会出现变异和不变异细胞同时存在于一个菌落内的可能，形成混杂菌落，以致造成筛选结果的不稳定和将来的菌株退化。第52页，讲稿共145张，创作于星期日(五五)分离和筛选分离
26、和筛选筛选分初筛和复筛。初筛以迅速筛出大量的达到初步要求的分离菌落为目的，以量为主。复筛则是精选，以质为主，也就是以精确度为主。因此在具体方法上就有差异.例如初筛可以在平皿上直接以菌落的代谢产物与某些染料或基质的作用形成的变色圈或透明圈的大小来挑取参加复筛者，而将90%的菌落淘汰。在数量减少后就要仔细比较参加复筛和再复筛的菌株，最后才能选得优秀菌株。在以后的复筛阶段，还应不断结合自然分离，纯化菌株。第53页，讲稿共145张，创作于星期日紫外线的诱变育种紫外线的诱变育种紫外线诱变一般采用15W紫外线杀菌灯，波长为2537A灯与处理物的距离为1530cm，照射时间依菌种而异，一般为几秒至几十分钟。
27、一般我们常以细胞的死亡率表示，希望照射的剂量死亡率控制在7080%为宜。第54页，讲稿共145张，创作于星期日被照射的菌悬液细胞数，细菌为106个ml左右，霉菌孢子和酵母细胞为106107个ml。由于紫外线穿透力不强，要求照射液不要太深，约0.51.0cm厚，同时要用电磁搅拌器或手工进行搅拌，使照射均匀。由于紫外线照射后有光复活效应，所以照射时和照射后的处理应在红灯下进行。第55页，讲稿共145张，创作于星期日亚硝基胍诱变曲霉菌亚硝基胍诱变曲霉菌N甲基N-硝基-N-亚硝基胍(NGN，MNNG或TG)对真核或原核微生物都有强烈的诱变作用。其精确的作用机制尚不很清楚，据认为是伴随着重氮甲烷的生成及
28、在酸性条件下生成亚硝酸，直接作用于细胞内的DNA复制系统，从而诱发了变异。MNNG的诱变作用随pH的升高而增强。第56页，讲稿共145张，创作于星期日第五节第五节 营养缺陷型的选育营养缺陷型的选育营养缺陷型是指通过诱变而产生的缺乏合成某些营养物质如氨基酸、维生素和碱基等的能力，必须在其基本培养基中加入相应的营养成分才能正常生长的变异株。与营养缺陷型对应的是野生型。第57页，讲稿共145张，创作于星期日能满足野生型菌株正常生长的培养基称基本培养基(MM)；在基本培养基中加入相应的营养成分的称补充培养基(SM)；能满足各种营养缺陷型生长的称完全培养基(CM)，如牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基等。
29、第58页，讲稿共145张，创作于星期日营养缺陷型的用途营养缺陷型的用途营养缺陷型在生产上和科学研究上用途很大。目前生产氨基酸、核苷酸的菌种都是各种类型的缺陷型。要研究代谢途径，育种技术都必须有营养缺陷型的菌株为材料。第59页，讲稿共145张，创作于星期日筛选营养缺陷型的步骤筛选营养缺陷型的步骤诱变淘汰野生型检出缺陷型确定生长谱第60页，讲稿共145张，创作于星期日一、诱变方法一、诱变方法物理诱变化学诱变第61页，讲稿共145张，创作于星期日二、淘汰野生型二、淘汰野生型抗生素法：野生型能在MM中生长，而缺陷型不能，于是将诱变处理液在MM中培养短时让野生型生长，处于活化阶段，而缺陷型无法生长，仍处
30、于休眠状态。由于细菌或酵母对一些抗生素敏感，于是就相应加入一定量的抗生素，结果活化状态的野生型就被杀死，保存了缺陷型。一般细菌可以采用青霉素，酵母可采用制霉菌素。菌丝过滤法：对于霉菌，因孢子生长后会长出菌丝体，就可用滤纸过滤法将菌丝滤去，而缺陷型孢子却因未发芽而不能滤过。第62页，讲稿共145张，创作于星期日三、检出缺陷型三、检出缺陷型原理：在固体基本培养基和完全培养基上，生长情况完全不同，缺陷型在CM上生长良好，而在MM上则不生长，野生型都能生长。具体方法：影印法、点种法、夹层法第63页，讲稿共145张，创作于星期日1将一较平皿直径小1cm的金属圆筒蒙上一层灭菌的丝绒，用金属夹夹住，灭菌。2
31、将完全培养基上长出的全部菌落在丝绒上轻轻一压，使之成为印模，标记方位。3将基本培养基平皿和完全培养基平皿在标记的同一方位上先后轻轻一压，此菌印模即复印于上。(一一)影印法影印法第64页，讲稿共145张，创作于星期日4 将CM和MM在恒温箱中培养。5二平皿相同方位进行比较，即可发现在MM平皿上长出的菌落少于GM平板上的。MM上未长而相应于CM上长出的那几个菌落就可能是缺陷型。此法要求平皿上菌落不能太多，菌落之间应有一定间隔。第65页，讲稿共145张，创作于星期日(二二)点种法点种法也就是任意法。用接种针或牙签将CM上长出的菌落在MM和CM两副平板上接种，依次在相应位置点种，然后一起培养，观察其生
32、长情况。此法结果明确，但工作量大。第66页，讲稿共145张，创作于星期日(三三)夹层法夹层法先在培养皿上倒一层基本琼脂培养基，凝固后涂上一层含菌的MM，凝固后再倒一薄层MM琼脂培养基，培养24h，将出现的菌落标记，然后倒上一层CM琼脂培养基，再培养。这时第二批长出的菌落就可能是缺陷型。此法缺点是，结果有时不明确，而且将缺陷型菌落从夹层中挑出并不很容易。第67页，讲稿共145张，创作于星期日第六节第六节 基因育种基因育种基因重组育种：是运用体外DNA各种操作或修改手法获得目的基因，再借助于病毒、细菌质粒或其他载体，将目的基因转移至新的宿主细胞并使其在新的宿主细胞系统内进行复制和表达，或者通过细胞
33、间的相互作用，使一个细胞的优秀性状经其间遗传物质的交换而转移给另个细胞的方法。第68页，讲稿共145张，创作于星期日一个完整的基因克隆过程包括以下步一个完整的基因克隆过程包括以下步骤骤、获得待克隆的DNA片段（基因）；、目的基因与载体在体外连接；、重组DNA分子导入宿主细胞；、筛选、鉴定阳性重组子；、重组子的扩增与或表达。第69页，讲稿共145张，创作于星期日2.2基因重组第70页，讲稿共145张，创作于星期日一、质粒的特点一、质粒的特点1、质粒的存在并非微生物生命活动必需。2、每个细胞中存在的质粒数称为该质粒的拷贝数。不同类型的质粒其拷贝数各异，同一质粒在不同条件下，拷贝数也可能差异很大，有
34、严紧型和松弛型两种。3、质粒DNA分子常呈现三种形态；常见的一种是共价、闭环状DNA(CCCDNA)；其次是由于条链有缺口而产生的开环DNA(ocDNA)；第三种是由双环分子两段均断裂而产生的线性DNA。第71页，讲稿共145张，创作于星期日质粒载体质粒载体第72页，讲稿共145张，创作于星期日二、各类质粒所赋予宿主细胞的不二、各类质粒所赋予宿主细胞的不同表现型同表现型抗生素抗性：抗生素的产生；大肠杆菌素的产生；肠毒素的产生；复杂有机化合物的降解；限制性核酸内切酶和修饰酶的产生；杀伤性能。在自然条件下，许多质粒可经细菌接合或相似方式在宿主间相互转移。在实验室条件下，质粒也可经人工手段将其转化入
35、宿主细胞内。第73页，讲稿共145张，创作于星期日三、质粒三、质粒DNADNA的提取方法的提取方法细菌培养和质粒扩增；细菌的收获和裂解；质粒DNA的提取。第74页，讲稿共145张，创作于星期日四、遗传转化四、遗传转化转化是指受体细胞直接摄取供体细胞游离的DNA片段，将其同源部分进行碱基配对，组合到自己的基因中，从而获得供体细胞的某些遗传性状。第75页，讲稿共145张，创作于星期日重组重组DNADNA中常用的工具酶中常用的工具酶包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、逆转录酶等.第76页，讲稿共145张，创作于星期日限制性内切酶限制性内切酶切开DNA分子所需的酶：每一种酶都有其各自的作
36、用位点。常用限制性内切酶种类及特性W.Arber,H.O.Smith第77页，讲稿共145张，创作于星期日限制性内切酶的剪切方式限制性内切酶的剪切方式第78页，讲稿共145张，创作于星期日粘性未端：切开后的两段DNA各留下一个尾，这2个尾的核苷酸顺序完全一样，中是方向相反。它们之间是互补的，在适当条件下可以再连接一起。第79页，讲稿共145张，创作于星期日其它工具酶其它工具酶连接酶连接酶T4DNA修补工具酶修补工具酶DNA聚合酶聚合酶I末端加工酶末端加工酶S1核酸酶核酸酶，碱性磷酸单脂酶碱性磷酸单脂酶末端转移酶末端转移酶人工加人工加polyA或或polyT尾尾反转录酶反转录酶第80页，讲稿共1
37、45张，创作于星期日载体宿主系统载体宿主系统载体(vector)是携带外源DNA进入宿主细胞进行扩增和表达的DNA；一般是通过改造质粒、噬菌体或病毒等构建的。第81页，讲稿共145张，创作于星期日载体应具备以下条件：载体应具备以下条件：、能在适当的宿主细胞中复制；、具有多种限制酶的单一切点（即所谓多克隆位点）以便外源DNA插入；、具有筛选标志以区别阳性与阴性重组分子；、载体分子较小，以便体外基因操作，同时载体DNA与宿主DNA便于分离；、对于表达型载体还应具有与宿主细胞相适应的启动子、增强子、加尾信号等基因表达元件。第82页，讲稿共145张，创作于星期日宿主细胞必须符合以下条件宿主细胞必须符合
38、以下条件、对载体的复制和扩增没有严格的限制；、不存在特异的内切酶体系降解外源DNA；、在重组DNA增殖过程中，不会对它进行修饰；、重组缺陷型，不会产生体内重组；、容易导入重组DNA分子；、符合重组DNA操作的安全标准。第83页，讲稿共145张，创作于星期日目的基因的获取目的基因的获取一、通过建立基因文库分离靶基因基因文库包括两类：基因组文库：利用限制性内切酶。cDNA：用mRNA反转录成单链DNA，再经DNA聚合酶的作用产生双链DNA。可去除真核生物基因中不表达的内含子。第84页，讲稿共145张，创作于星期日二、化学合成法制备DNA片段从蛋白质肽链的氨基酸顺序可以知道它的遗传密码，再依照密码合
39、成基因。三、聚合酶链反应法扩增基因片段对于已知全部或部分核苷酸序列的基因，可以通过聚合酶链反应（），以基因组DNA或cDNA模板扩增得到目的基因片段。第85页，讲稿共145张，创作于星期日PCRPCR技术技术根据需扩增片段的两端设计引物。使DNA解链（高温），引物结合于基因的两端（低温），在合适温度下开始合成（链延长）反应。特点：需要很少的DNA模板，且能直接从基因组中得到目的基因。第86页，讲稿共145张，创作于星期日DNADNA扩增扩增PCRPCR反应反应第87页，讲稿共145张，创作于星期日DNADNA片断的克隆片断的克隆载体的条件载体的条件：a 复制起点 b 适宜的限制酶切点c 选择标
40、记第88页，讲稿共145张，创作于星期日DNA分子的体外连接 DNA片段的体外连接是重组DNA技术的关键。DNA连接是由DNA连接酶催化完成的。第89页，讲稿共145张，创作于星期日一、一、DNADNA连接酶连接酶DNA连接酶催化两条双链DNA片段相邻的5-磷酸和3-羟基间形成磷酸二酯键。在分子克隆中最有用的的DNA连接酶是来自噬菌体的DNA 连接酶。T4 DNA连接酶在分子克隆中主要用于：、连接具有同源互补粘性末端的片段；、连接双链DNA分子间的平端；、在双链平端的DNA分子上添加合成的人工接头或适配子。第90页，讲稿共145张，创作于星期日重组重组DNADNA导入宿主菌导入宿主菌 体外连接
41、的重组DNA分子必须导入适当的受体细胞中才能大量的复制、增殖和表达。根据所采用的载体的性质，将重组DNA分子导入受体可有不同的方法。第91页，讲稿共145张，创作于星期日一、转一、转 化化指以细菌质粒为载体，将外源基因导入受体细胞的过程。转化时，细菌必须经过适当的处理使之处于感受态即容易接受外源DNA的状态，然后利用短暂热休克使DNA导入细菌宿主中。此外还可用电穿孔法转化细菌，它的优点是操作简便、转化效率高、适用于任何菌株。第92页，讲稿共145张，创作于星期日二、转染和感染二、转染和感染利用噬菌体DNA作为载体时可经两种方式导入受体菌。一种是感染，即在体外将噬菌体DNA包装成病毒颗粒，然后使
42、其感染受体菌。另一种方式是转染，即在DNA连接酶作用下使噬菌体DNA环化，再象重组质粒一样地转化进受体菌。但习惯上常把以噬菌体DNA为载体构建成的重组子导入细胞的过程统称为转染。第93页，讲稿共145张，创作于星期日重组克隆的筛选与鉴定重组克隆的筛选与鉴定基因克隆的最后一步是从转化细菌菌落中筛选出含有阳性重组子的菌落，并鉴定重组子的正确性。通过细菌培养以及重组子的扩增，获得所需的基因片段的大量拷贝。进一步研究该基因的结构、功能，或表达该基因的产物。第94页，讲稿共145张，创作于星期日一、抗药性标志的筛选一、抗药性标志的筛选如果克隆载体带有某种抗药性标志基因如ampr或tetrr，转化后只有含
43、这种抗药基因的转化子细菌才能在含该抗菌素的平板上幸存并形成菌落，这样就可将转化菌与非转化菌区别开来。如果重组DNA时将外源基因插入标志基因内，该标志基因失活，通过有无抗菌素培养基对比培养，还可区分单纯载体或重组载体（含外源基因）的转化菌落。第95页，讲稿共145张，创作于星期日二、菌落快速裂解鉴定法二、菌落快速裂解鉴定法从平板上直接挑选菌落裂解后，直接电泳检测载体质粒大小，判断有无插入片段存在，该法适于插入片段较大的重组子初筛。三、内切酶图谱鉴定三、内切酶图谱鉴定经初筛鉴定有重组子的菌落，小量培养后，再分离出重组质粒或重组噬菌体DNA，用相应的内切酶切割，释放出插入片断；对于可能存在双向插入的
44、重组子，还要用内切酶消化鉴定插入的方向。第96页，讲稿共145张，创作于星期日第七节第七节 杂交育种杂交育种第97页，讲稿共145张，创作于星期日(一一)细菌杂交细菌杂交在细菌中实现杂交的种类尚不多，主要是大肠杆菌，其他还有鼠伤寒沙门氏菌、铜绿假单胞菌、淋病奈氏球菌等。大肠杆菌中存着致育因子F，有F因子为F+，没有F因子称F-。F因子存在于细胞中形式：游离状态(F+细胞)；整合状态，即F因子插入胞核质的一定位置上(Hfr细胞)。F因子有明显的感染性，大肠杆菌的接合，实质上是F因子的转移，所以F+和Hfr称供体菌，而F-称受体菌。第98页，讲稿共145张，创作于星期日（二）酵母杂交育种技术二）酵
45、母杂交育种技术1、酵母繁殖方式 酵母为单细胞型真菌，一般以出芽方式生殖，在通常情况下，繁殖体为双倍体，但经过特定条件的诱导，可使其产生单倍体孢子并可出芽产生单倍体繁殖体。第99页，讲稿共145张，创作于星期日2、酵母杂交 一般而言，杂交育种运用了酵母的单双倍生活周期，将不同基因型和相对的交配型的单倍体细胞经诱导杂交而形成二倍体细胞，经筛选便可获得新的遗传性状。酵母的杂交方法有孢子杂交法、群体交配法、单倍体细胞杂交法和罕见交配法。就啤酒酵母而言，运用罕见交配法更易获得结果。第100页，讲稿共145张，创作于星期日第八节第八节 原生质体育种原生质体育种原生质体育种技术主要有原生质体融合、原生质体转
46、化技术，此外尚有原生质体诱变育种等。原生质休融合育种是基因重组的一种重要方法。原生质体融合作为一种新的基因重组手段是1978年第三届国际工业微生物遗传学讨论会上提出来的。第101页，讲稿共145张，创作于星期日一、原生质体融合育种的特点一、原生质体融合育种的特点(一)杂交频率较高：细胞壁去除后在高渗条件下形成类似于球形的原生质体。(二)受接合型或致育型的限制较小：二亲株中任何一株都可能起受体或供体的作用，因此有利于不同种属间微生物的杂交。(三)遗传物质传递更为完整：原生质体融合是二亲株的细胞质和细胞核进行类似的合二为一的过程。第102页，讲稿共145张，创作于星期日(四)存在着两株以上亲株同时
47、参与融合形成融合子的可能性。（五）有可能采用产量性状较高的菌株作融合亲株。(六)提高菌株产量的潜力较大。(七)有助于建立工业微生物转化体系。第103页，讲稿共145张，创作于星期日二、原生质体融合育种的要点二、原生质体融合育种的要点（一）标记菌种的选择 获得标记菌种的方法是采用常规诱变育种，筛选出营养缺陷型或和抗药性菌株。这里最重要的是标记必须稳定。采用抗药性菌株除可作标记外，在实验室中还可排除杂菌污染的干扰。为的是确证融合的成功，可以采用多标记菌种。第104页，讲稿共145张，创作于星期日(二二)原生质体的制备原生质体的制备 原生质体的制备主要是在高渗压溶液中加入细胞壁分解酶，将细胞壁分离剥
48、离，结果剩下由原生质膜包住的类似球状的细胞，它保持原细胞的一切活性。在放线菌和细菌中，制备原生质体主要采用溶菌酶；酵母和霉菌一般可用蜗牛酶或纤维素酶等。第105页，讲稿共145张，创作于星期日第九节第九节 筛选新的代谢产物筛选新的代谢产物第106页，讲稿共145张，创作于星期日一、开发新的代谢产物的途径一、开发新的代谢产物的途径(1)从自然界分离新的微生物菌株，或采用新的检阅方法筛选新的代谢产物。(2)对已知微生物的代谢产物进行化学修饰。(3)利用微生物转化改造代谢产物的结构。(4)通过原生质体融合获得新的代谢产物。(5)DNA重组技术。第107页，讲稿共145张，创作于星期日二、筛选微生物新
49、的代谢产物二、筛选微生物新的代谢产物的程序的程序第108页，讲稿共145张，创作于星期日第109页，讲稿共145张，创作于星期日突变型菌株的筛选突变型菌株的筛选一、产量性状突变株的筛选第110页，讲稿共145张，创作于星期日三、筛选微生物代谢产物的目标三、筛选微生物代谢产物的目标筛选克服抗生素抗性菌株的活性物质；筛选抗肿瘤、抗病毒的活性物质；研究有药理活性的酶抑制剂及免疫调节剂；寻找食品工业最好的酵母培养物；筛选降解有害物质的微生物以及治疗上具有低毒、长效的化学药物等。第111页，讲稿共145张，创作于星期日四、筛选微生物代谢产物的方法四、筛选微生物代谢产物的方法(一)直接方法为了尽快确定微生
50、物代谢产物的利用前途，在体外试验测得活性后，可以将培养液的有效成分直接作用于机体，观察被测样品的疗效。这种直接确定代谢产物用途的方法亦称动物体内治疗试验。第112页，讲稿共145张，创作于星期日第113页，讲稿共145张，创作于星期日(二)间接方法 筛选医用抗生素，可用细茵、真菌、病毒或肿瘤模型，寻找抗细菌、抗真菌、抗病毒、抗肿瘤抗生素、酶抑制剂、免疫制剂等有效物质。在预筛选时，多用琼脂平扳扩散抑菌法。通过预筛选，直接测定最初分离物的生物活性，能加速筛选过程。第114页，讲稿共145张，创作于星期日性能签别性能签别性能鉴别是分离和筛选微生物代谢产物中最基础的工作。鉴别可分为两方面：一是对微生物