本科課件發(fā)酵工程

本科課件發(fā)酵工程,本科課件,發(fā)酵工程,本科,課件,發(fā)酵,工程 發(fā)酵工程發(fā)酵工程菌株的選育菌種選育的方法菌種選育的方法自然篩選誘變育種基因重組自然篩選自然篩選樣品的采集葡萄酒釀酒酵母菌樣品的采集葡萄植株葡萄園的土壤釀酒（儲酒）容器發(fā)酵醪自然篩選自然篩選樣品的采集增殖培養(yǎng)純種分離初選、復選優(yōu)選菌株性能鑒定微生物培養(yǎng)Cultivation methodCultivation methodCultivation methodCultivation methodCultivation methodCultivation method10-310-410-510-6自然篩選自然篩選樣品的采集增殖培養(yǎng)純種分離初選、復選優(yōu)選菌株性能鑒定抗生素生產(chǎn)菌的篩選抗生素生產(chǎn)菌的篩選放線菌 霉菌 細菌菌種選育的方法菌種選育的方法自然篩選誘變育種基因重組變異變異(variation):(variation):生生物物體體在在外外因因或或內(nèi)內(nèi)因因的的作作用用下下，遺遺傳傳物物質(zhì)質(zhì)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)或或數(shù)數(shù)量量發(fā)發(fā)生生改改變變。變變異異的的特特點點：a.a.在在群群體體中中以以極極低低的的幾幾率率出出現(xiàn)現(xiàn)，（一一般般為為1010-6-61010-10-10）；b.b.形形狀狀變變化化的的幅幅度度大大；c.c.變變化化后后形成的新性狀是穩(wěn)定的，可遺傳的。形成的新性狀是穩(wěn)定的，可遺傳的。飾變（飾變（modificationmodification）：）：指指不不涉涉及及遺遺傳傳物物質(zhì)質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)改改變變而而只只發(fā)發(fā)生生在在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)譯譯水水平平上上的的表表型型變變化化。特特點點是是：a.a.幾幾乎乎整整個個群群體體中中的的每每一一個個個個體體都都發(fā)發(fā)生生同同樣樣的的變變化化；b.b.性性狀狀變變化化的的幅幅度度小?。籧.c.因因遺遺傳傳物物質(zhì)質(zhì)不不變變，故故飾飾變變是是不不遺遺傳傳的的。引引起起飾飾變變的的因因素素消消失失后后，表表型型即可恢復。即可恢復。變變 異異突變的特點不對應(yīng)性不對應(yīng)性：突變的性狀與突變原因之間無直接的對應(yīng)關(guān)系。：突變的性狀與突變原因之間無直接的對應(yīng)關(guān)系。自發(fā)性自發(fā)性：突變可以在沒有人為誘變因素處理下自發(fā)地產(chǎn)生。：突變可以在沒有人為誘變因素處理下自發(fā)地產(chǎn)生。稀有性稀有性：突變率低且穩(wěn)定。：突變率低且穩(wěn)定。獨立性獨立性：各種突變獨立發(fā)生，不會互相影響。：各種突變獨立發(fā)生，不會互相影響?？烧T發(fā)性可誘發(fā)性：誘變劑可提高突變率。：誘變劑可提高突變率。穩(wěn)定性穩(wěn)定性：變異性狀穩(wěn)定可遺傳。：變異性狀穩(wěn)定可遺傳?？赡嫘钥赡嫘裕簭脑嫉囊吧突虻阶儺愔甑耐蛔兎Q為正向突變：從原始的野生型基因到變異株的突變稱為正向突變（forward mutation），），從突變株回到野生型的過程則稱為回從突變株回到野生型的過程則稱為回復突變或回變（復突變或回變（back mutation或或reverse mutation）。）。微微生生物物的的遺遺傳傳基因突變的自發(fā)性和不對應(yīng)性的證明&在各種基因突變中，抗性突變最為常見。但在過去相當長在各種基因突變中，抗性突變最為常見。但在過去相當長時間內(nèi)對這種抗性產(chǎn)生的原因爭論十分激烈。時間內(nèi)對這種抗性產(chǎn)生的原因爭論十分激烈。&一種觀點認為，突變是通過適應(yīng)而發(fā)生的，即各種抗一種觀點認為，突變是通過適應(yīng)而發(fā)生的，即各種抗性是由其環(huán)境（指其中所含的抵抗對象）誘發(fā)出來的，性是由其環(huán)境（指其中所含的抵抗對象）誘發(fā)出來的，突變的原因和突變的性狀間是相對應(yīng)的，并認為這就是突變的原因和突變的性狀間是相對應(yīng)的，并認為這就是“定向變異定向變異”，也有人稱它為，也有人稱它為“馴化馴化”或或“馴養(yǎng)馴養(yǎng)”。&另一種看法則認為，基因突變是自發(fā)的，且與環(huán)境是另一種看法則認為，基因突變是自發(fā)的，且與環(huán)境是不相對的。由于其中有自發(fā)突變、誘發(fā)突變、誘變劑與不相對的。由于其中有自發(fā)突變、誘發(fā)突變、誘變劑與選擇條件等多種因素錯綜在一起，所以難以探究問題的選擇條件等多種因素錯綜在一起，所以難以探究問題的實質(zhì)。實質(zhì)。&從從19431943年起，經(jīng)過幾個嚴密而巧妙的實驗設(shè)計，主要年起，經(jīng)過幾個嚴密而巧妙的實驗設(shè)計，主要攻克了檢出在接觸抗性因子前已產(chǎn)生的自發(fā)突變株的難攻克了檢出在接觸抗性因子前已產(chǎn)生的自發(fā)突變株的難題，終于解決了這場紛爭。題，終于解決了這場紛爭。微微生生物物的的遺遺傳傳|變量試驗變量試驗又稱波動試又稱波動試驗或彷徨試驗或彷徨試驗。驗。|19431943年，年，S.E.S.E.Luria Luria 和和M.M.Delbrck Delbrck 根據(jù)統(tǒng)計學根據(jù)統(tǒng)計學原理，設(shè)計原理，設(shè)計了左方的實了左方的實驗。驗。1.變量試驗fluctuation test|變量試驗，變量試驗，變量試驗，變量試驗，1943194319431943年由美國科學工作者魯里亞和德年由美國科學工作者魯里亞和德年由美國科學工作者魯里亞和德年由美國科學工作者魯里亞和德爾波留克根據(jù)統(tǒng)計學的理論而設(shè)計的。爾波留克根據(jù)統(tǒng)計學的理論而設(shè)計的。爾波留克根據(jù)統(tǒng)計學的理論而設(shè)計的。爾波留克根據(jù)統(tǒng)計學的理論而設(shè)計的。Salvador LuriaSalvador LuriaSalvador LuriaSalvador LuriaMax Max Max Max DelbrDelbrDelbrDelbr ckckckck微微生生物物的的遺遺傳傳2.涂布試驗涂布試驗原原理理與與變變量量試試驗驗相相同同，方方法法更更為為簡簡便便，且且可可計計算算突突變變率率。微微生生物物的的遺遺傳傳3.平板影印培養(yǎng)試驗（replica plating）|19521952年，年，J.LederbergJ.Lederberg夫婦的論文夫婦的論文平板影印培養(yǎng)法和細菌平板影印培養(yǎng)法和細菌突變株的間接選擇突變株的間接選擇，更好地證明了微生物的抗藥性是在未，更好地證明了微生物的抗藥性是在未接觸藥物前自發(fā)地產(chǎn)生的，這一突變與相應(yīng)藥物環(huán)境毫不相接觸藥物前自發(fā)地產(chǎn)生的，這一突變與相應(yīng)藥物環(huán)境毫不相干。干。|平板影印培養(yǎng)法平板影印培養(yǎng)法，是一種能達到在，是一種能達到在一系列培養(yǎng)皿一系列培養(yǎng)皿的的相同位置相同位置上上出現(xiàn)出現(xiàn)相同遺傳型菌落相同遺傳型菌落的接種培養(yǎng)方法：把長有許多菌落的的接種培養(yǎng)方法：把長有許多菌落的母種培養(yǎng)皿倒置于包有滅菌絲絨布的木質(zhì)圓柱印章上，使其母種培養(yǎng)皿倒置于包有滅菌絲絨布的木質(zhì)圓柱印章上，使其沾上來自平板上的菌落。然后可把這一沾上來自平板上的菌落。然后可把這一“印章印章”上的菌落一上的菌落一一接種到不同的選擇性培養(yǎng)基平板上。待這些平板培養(yǎng)后，一接種到不同的選擇性培養(yǎng)基平板上。待這些平板培養(yǎng)后，對各平板相同位置上的菌落作對比后，就可選出適當?shù)耐蛔儗Ω髌桨逑嗤恢蒙系木渥鲗Ρ群?，就可選出適當?shù)耐蛔冃途?。?jù)報道，用此法可把母平板上型菌株。據(jù)報道，用此法可把母平板上1020%1020%量的細菌轉(zhuǎn)移量的細菌轉(zhuǎn)移到絲絨布上，并可利用這一到絲絨布上，并可利用這一“印章印章”接種接種8 8個子培養(yǎng)皿。因個子培養(yǎng)皿。因此，通過影印培養(yǎng)法，就可以此，通過影印培養(yǎng)法，就可以從從從從在非選擇性條件下生長的細在非選擇性條件下生長的細菌群體中，分離出各種類型的突變。菌群體中，分離出各種類型的突變。微微生生物物的的遺遺傳傳微微生生物物的的遺遺傳傳平板影印培養(yǎng)法4在根本未接觸過任何一點鏈霉素的情況下，就可以篩選到大在根本未接觸過任何一點鏈霉素的情況下，就可以篩選到大量抗鏈霉素的突變株，充分說明了突變是自發(fā)產(chǎn)生的，鏈霉素只量抗鏈霉素的突變株，充分說明了突變是自發(fā)產(chǎn)生的，鏈霉素只是起到了一種檢出作用。是起到了一種檢出作用。4平板影印培養(yǎng)不僅在微生物遺傳理論的研究中有重要應(yīng)用，平板影印培養(yǎng)不僅在微生物遺傳理論的研究中有重要應(yīng)用，而且在育種時間和其它研究中均有應(yīng)用，值得很好地領(lǐng)會。而且在育種時間和其它研究中均有應(yīng)用，值得很好地領(lǐng)會。誘變育種的基本過程誘變育種的基本過程選擇選擇合適的出發(fā)菌株選擇選擇合適的出發(fā)菌株制備待處理的菌懸液制備待處理的菌懸液誘變處理誘變處理篩選篩選保藏和擴大試驗保藏和擴大試驗誘變育種誘變育種誘變劑（誘變劑（mutagenmutagen）：）：凡能提高突變率的任何理化因子。凡能提高突變率的任何理化因子?；瘜W誘變劑化學誘變劑物理誘變劑物理誘變劑誘變育種誘變育種物理誘變劑：射線如紫外線、x-射線、-射線，快中子；化學誘變劑：化學因子如堿基類似物、5-溴尿嘧啶、烷化劑、吖啶類染料等。紫外誘變紫外誘變營養(yǎng)缺陷型的篩選營養(yǎng)缺陷型的篩選誘變淘汰野生型檢出缺陷型確定生長譜發(fā)酵工程Thank you for your attention