第九章工业微生物杂交育种总结.ppt

第九章 工业微生物杂交育种 第一节 微生物杂交 一、杂交的意义 优点： 1、使两亲株的优良性状集中于重组体内，获得新品种。 2、重组体不仅可克服因长期诱变造成的生活力下降，代谢缓慢等缺陷，也可以提高对诱变剂的敏感性。 3、总结遗传物质的转移和传递规律，丰富并促进遗传学理论的发展。 二、微生物杂交育种基本程序 选择原始亲本→诱变筛选直接亲本→直接亲本之间亲和力鉴定→杂交→分离到基本培养基或选择性培养基培养→筛选重组体→重组体分析鉴定 三、杂交过程中亲本和培养基的选择 （一）亲本菌株的选择 1、原始亲本 （1）具有优良性状：高产、代谢快，产孢子能力强等。 （2）具有野生型遗传标记：如孢子颜色等。 2、直接亲本 直接用于杂交配对的菌株，由原始亲本菌株经诱变剂处理后选出。 （1）性状优良 （2）利于筛选的遗传标记 杂交育种最好采用具有明显遗传性状差异大的近亲菌株为直接亲本。 （二）培养基 完全培养基（CM）：天然有机物 基本培养基（MM）：无机化合物 有限培养基（LM）：MM或蒸馏水＋10%~20%CM 补充培养基（SM）：MM＋特定物质 发酵培养基：适合产物合成的培养基 培养基（除CM）配制所用试剂必须为化学纯以上，有机物也需纯净；器皿也不得含任何有机物。 四、杂交育种的遗传标记 1. 营养缺陷型标记：可选单缺、双缺或多缺型，通常用双缺陷型标记； 2. 抗性标记：抗逆性（耐高温、高盐和高pH等）和抗药性； 3. 温度敏感性标记：许可温度下生长，非许可温度下不生长。 4. 其他性状标记：孢子颜色、菌落形态结构、色素等。 五、杂交育种方法 1、常规杂交育种 利用有性生殖、准性生殖、接合、转化、转导、溶源转换和转染等自然过程完成。 2、原生质体融合育种 酶解破除细胞壁后制备原生质体，然后诱导原生质体融合杂交，双亲本不受亲和力限制，甚至可打破种属间遗传障碍，获得远缘杂交重组体。 在微生物中各种形式基因重组的比较 第二节 细菌杂交育种 一、细菌繁殖和遗传结构 1. 遗传物质：拟核（环状染色体）、质粒（F因子、R因子、col质粒等。 2. 繁殖方式：裂殖，细胞数量呈2n级别增加。 二、细菌杂交的概况和原理 （一）细菌接合与F性因子 接合是指两个性别不同的微生物细胞之间接触，遗传物质转移、交换、重组，形成一个新个体。 细菌结合时的遗传物质为单向转移，并且要具有性别（ F性因子）。 三、细菌杂交方法与技术 1. 杂交亲本菌株选择、标记菌株和性别菌株的获得 （1）杂交亲本菌株的获得：带有选择性标记和非选择性标记； （2）标记菌株：营养缺陷型； （3）性别菌株的获得： F+菌株： F+菌株和 F-菌株合并培养。 F-菌株：把F+菌株用不足以抑制其生长的低浓度（30μg/mL）吖啶橙处理。 2. 杂交的方法 （1）方法：直接混合法 分别培养至对数期，而后在新鲜肉汤培养液中混合缓慢振荡培养。培养后在基本培养基或选择性培养基上分离原养型重组体。 （2）反选择标记的应用 A. 营养缺一培养基法：抑制Hfr菌株 B. 抗药性培养基法：抗性基因非选择性标记的应用 （3）非选择性标记的应用 第三节 放线菌杂交育种 一、放线菌细胞结构与繁殖 1. 细胞结构：基内菌丝、气生菌丝和孢子丝。 2. 繁殖方式：无性孢子生殖 二、放线菌杂交概况和原理 （一）放线菌杂交原理 类似于大肠杆菌，但有些放线菌杂交过程中会形成异核体，两种情况： 1. 异核体（染色体不发生交换） 2. 部分结合子（染色体发生交换） 放线菌的杂交只发生在具有一定感受态的菌株之间。 （二）放线菌杂交过程 1. 接合：混合培养 部分结合子：一个供体细胞的部分染色体和一个受体细胞整套染色体相结合，共同存在于一个细胞中。 2. 杂合系和重组体杂合系 杂合系菌落很小，能在选择性培养基和基本培养基上生长。杂合系上产生的分生孢子绝大部分都是属于双亲本分离子。重组体数量极少。 3. 重组体 由杂合系或重组体杂合系进一步繁殖，染色体几次交换后。 三、放线菌的杂交技术 （二） 玻璃纸法 1. 玻璃纸法原理 2. 玻璃纸平板杂交的具体方法 3. 分离子的检出和鉴别 （三） 平板杂交法 该法适合大量菌落与一个共同试验菌株配对测定致育能力。 第四节 酵母菌的杂交育种 一、酵母菌的细胞结构和菌落形态 酵母菌一般指能发酵糖类的各种单细胞真菌。个体一般以单细胞状态存在。多数营出芽繁殖。能发酵糖类产能，细胞壁常含甘露聚糖。常生活在含糖量较高、酸度大的水生环境中。 二、酵母菌的生活史和繁殖方式 三、酵母菌的杂交 （一）标