发酵工程 2 发酵工.pptVIP

常见的烷化剂有硫酸二乙酯(EDS)、甲基磺酸乙酯(EMS)、N-甲基-N’-硝基-N-亚硝基胍(NTG)、亚硝基甲基脲(NMU)、氮芥、乙烯亚胺和环氧乙酸等。 ? 碱基中的鸟嘌呤最易受烷化剂作用，形成6-烷基鸟嘌呤，并与胸腺嘧啶错误配对，造成碱基转换。 　 胸腺嘧啶被烷基化后，可与鸟嘌呤错误配对。 (2)碱基类似物 ???? 这些化合物有5-溴尿嘧啶(5-BU)，5-氟尿嘧啶(5-FU)、8氮鸟嘌呤(8-NG)和2-氨基嘌呤(2-AP)等。它们与碱基的结构类似，在DNA复制时，它们可以被错误地掺入DNA，引起诱变效应，所以说它们引起碱基置换的作用是间接的。 (3)移码突变的诱变剂 ???? 移码突变是指由一种诱变剂引起DNA分子中的一个或少数几个核苷酸的插入或缺失，从而使该部位后面的全部遗传密码发生转录和翻译错误的一类突变。由移码突变产生的突变体称为移码突变体。 ???? 吖啶类染料(原黄素、吖啶黄、吖啶橙及α -氨基吖啶等)和一系列称为ICR类的化合物(它们是一些由烷化剂与吖啶类化合物相结合的化合物)都是移码突变的有效诱变剂。 3?? 诱变育种方法 1）出发菌株的选择 ?自然界直接分离到的野生型菌株??? ??经历过生产条件考验的菌株??? 已经历多次育种处理的菌株 2）制备菌悬液 3）诱变处理　 　　剂量确定预试验 诱变育种中还常常采取诱变剂复合处理，使它们产生协同效应。复合处理可以将两种或多种诱变剂分先后或同时使用，也可用同一诱变剂重复使用。因为每种诱变剂有各自的作用方式，引起的变异有局限性，复合处理则可扩大突变的位点范围，使获得正突变菌株的可能性增大，因此，诱变剂复合处理的效果往往好于单独处理。 诱变剂复合处理及其协同效应 菌种 单独处理 复合处理 诱变剂 突变率(%) 诱变剂 突变率(%) 土曲霉 紫外线 X射线 21.3 19.7 紫外线+ X射线 42.8 土曲霉 氮芥(0.1%) 紫外线 不明显 4.7 紫外线+氮芥 11.0 链霉菌 紫外线 γ射线 31.0 35.0 紫外线+γ射线 43.6 金色链霉菌 (2U-84) 二乙烯三胺 硫酸二乙酯 紫外线 6.06 1.78 12.5 紫外线+二乙烯三胺 紫外线+硫酸二乙酯 26.6 35.86 灰色链霉菌 (JIC-1) 紫外线 9.8 紫外线+可见光照射1次 紫外线+可见光照射6次 9.7 16.6 4、杂交育种 ? 杂交育种(Hybridization)一般是指人为利用真核微生物的有性生殖或准性生殖，或原核微生物的接合、F因子转导、转导和转化等过程，促使两个具不同遗传性状的菌株发生基因重组，以获得性能优良的生产菌株。 5、原生质体融合技术 6、基因工程育种 7、蛋白质工程育种 定点突变技术 定向进化技术 8、代谢工程育种 9、反向生物工程育种 六、发酵工业菌种的复壮与保藏 （一）工业生产菌种的退化现象及原因 菌种退化（degeneration）主要指生产菌种或选育过程中筛选出来的优良菌株，由于连续传代或保藏之后，群体中某些生理和形态特征逐渐退化或完全丧失（包括菌株产孢子能力、发酵主产物产量下降）的现象。 1、退化的表现 菌落和细胞形态的改变：如苏云金芽孢杆菌的芽孢和伴孢晶体变得小而少； 生长速度缓慢，产孢子越来越少：如细黄链霉菌的菌苔变薄、生长缓慢，不再产生典型而丰富的橘红色分生孢子层； 抗不良环境条件（抗噬菌体、抗低温等）能力的减弱。 代谢产物生产能力下降：如藤仓赤霉产赤霉素能力下降； 2、退化的原因 1）基因突变　　 那些控制生产性状的基因发生负突变。 2）分离现象　　由于诱变获得的高产菌株本身不纯，高产突变只发生在一个核（多核时）和一条DNA链上（单核时），随着细胞分裂，核发生分离，突变基因和未突变基因发生分离，出现了突变的高产菌株和未突变的低产菌株。 3）自发突变　　培养环境营养不良、发酵时间过长而积累有害产物都会加快菌种退化。 3、菌种退化的防治 1）从菌种选育方面考虑　　 在育种过程中，应尽可能使用孢子或单核菌株，避免对多核细胞进行处理； 在使单链突变的同时，使另一条单链丧失模板作用，以减少出现分离回复现象； 诱变处理后应进行充分的后培养及分离纯化，以保证菌株的“纯度”。 2）控制传代次数 如产腺苷的芽孢杆菌黄嘌呤营养缺陷型菌株，回复子的比例随传代次数的增加而增加，腺苷产量也随之下降。 3）创造良好的培养条件　　在进行栖土曲霉培养时，温度从28-30℃提高到33-34℃，可防止产孢子能力的衰退。 4）利用不易衰退的细胞传代　　 在放线菌和霉菌中，由于其菌丝细胞常含有几个细胞核，若用菌丝接种就易出现衰退，而孢子一般是单核的，用于接种