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三谷氨酸生产菌及扩大培养

教学内容1，了解谷氨酸生产菌的主要特征、特点。2，掌握菌种的扩大培养方法。3，了解影响生产菌生长的主要因素。

学时：4

小论文

一，谷氨酸菌种的选育进展：1，应用常规育种技术及其所选育的谷氨酸高产新菌种

2，谷氨酸生产菌抗噬菌株的选育

，采用遗传工程新技术选育谷氨酸优良菌种

二，谷氨酸生产菌保存方法1，几种斜面培养基保存方法

磷酸盐缓冲液保存方法的改进二，谷氨酸生产菌保存方法

试管熔封法保存谷氨酸菌种的研究二，谷氨酸生产菌保存方法

4．液氮超低温保存谷氨酸菌种二，谷氨酸生产菌保存方法

一，现有谷氨酸生产菌的分类：现有谷氨酸生产菌主要是棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属中的细菌。这四个属在细菌的分类系统中彼此比较接近。短杆菌属隶属于短杆菌科(Brevibacteriaceace)，而棒状杆菌属、小杆菌属及节杆菌属则都隶属于棒状杆菌科(corynebacteriaceae)。短杆菌科和棒状杆菌科均属于真细菌目中的革兰氏染色阳性、无芽抱杆菌及有芽抱杆菌的一大类。

人们发现，谷氨酸生产菌在发酵过程中会发生明显的菌体形态的变化。实践证明，在发酵过程中发现菌体形态有明显的变化时，正是产谷氨酸的激增时间。但在发酵培养基含有过剩生物素的培养条件下，菌体形态则没有明显变化，却呈现耗糖、长菌、不产谷氨酸的异常发酵。

斜面和一、二级种子培养在不同培养条件下,细胞形态基本相似。斜面培养的菌体较细小,一、二级种子比斜面菌体大而粗壮，革兰氏染色深。多为短杆至棒杆状，有的微呈弯曲状，两端钝圆，无分枝；细胞排列呈单个、成对及“V”字形，有栅状或不规则聚块；分裂的细胞大小为0.7～0.9*1.0～3.4um。由于生物素充足，繁殖的菌体细胞均为谷氨酸非积累型细胞。

从谷氨酸发酵中菌体形态的变化来看,大致可以分为长菌型细胞、转移期细胞和产酸型细胞3种不同时期的细胞形态。

三、谷氨酸发酵感染噬菌体后的菌体形态发酵前期感染噬菌体后，菌体细胞明显减少,细胞不规则，发圆、发胖，缺乏“Ｖ”字形排列，有明显的细胞碎片，严重时出现拉丝、拉网，互相堆在一起，几乎找不到完整的菌体细胞,类似蛛网或鱼翅状。01在发酵中、后期感染噬菌体后，菌体细胞形态不规则，边缘不整齐，有的边缘似乎有许多毛刺状的东西，有细胞碎片。02

1，日常菌种工作

育种思路

第三节谷氨酸生产菌的育种育种思路切断或减弱支路代谢利用基因工程技术构建谷氨酸工程菌株解除自身的反馈抑制强化能量代谢提高细胞膜的渗透性增加前体物的合成

2，选育耐高渗透压的菌株

3，选育不分解利用谷氨酸的突变株：即选育以谷氨酸为唯一碳源菌体不长或生长微弱的突变株。

4，选育细胞膜渗透性好的突变株

5，选育强化CO2固定反应的突变株

6，选育减弱乙醛酸循环的突变株

7，选育强化三羧酸循环中从柠檬酸到a-酮戊二酸代谢的突变株

8，选育解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶反馈调节的突变株

9，选育强化能量代谢的突变株

10，选育减弱HMP途径后段酶活性的突变株

1)标记菌株的筛选；2)原生质体的制备；3)原生质体的再生；4)原生质体的融合；5)融合子的选择；6)实用性菌株的筛选。一、应用原生质体融合新技术选育谷氨酸生产菌

二，应用转化法选育谷氨酸生产菌所谓转化，是指受体细胞直接吸收了来自供体细胞的DNA片段，并将它整合到自己的基因组中，从而获得了供体细胞部分遗传性状的现象。转化作用需要受体菌和转化DNA。转化既是进行细菌遗传分析的有效工具，亦是微生物育种的有效方法。

三，应用转导法选育谷氨酸生产菌所谓转导，是指通过温和型噬菌体为媒介，将供体细脑中的DNA片段携带到受体细胞中，从而使受体细胞获得了供体细胞部分遗传性状的现象。转导作用需要三个组成部分，即供体菌，转导噬菌体，受体菌。由于绝大多数细菌(包括谷氨酸生产菌在内)都有噬菌体，所以转导远较转化作用普遍。又因为转导DNA位于噬菌体蛋白质外壳内，所以不会像转化DNA那样容易被外界的DNA分解酶所破坏，因此比较稳定。转导同转化一样，也是微生物育种的有效方法。

第四节利用生物工程新技术选育谷氨酸生产菌1应用重组DNA技术选育谷氨酸生产菌2重组DNA技术也称为基因工程，它是在分子遗传学理论的基础上发展起来的。它综合了生物化学和微生物学的现代技术和手段在离体条件下将某种生物的基因与作为载体的DNA分子连接起来，然后转化到某一寄主细胞中，使之进行复制并得以表达，从而使寄主菌获得新的遗传性状。利用重组DNA技术，可以使编码限速酶的基因扩增以排除生物合成途径中的“瓶颈”，从而使谷氨酸产量增加。因比重组DNA技术是提高谷氨酸产量的一种新的有效手段。3

第四节利用生物工程新技术选育谷氨酸生产菌应用固定化细胞技术发酵生