第一章 微生物遗传与育种.pptVIP

第一章微生物遗传与育种第1页，共29页，星期日，2025年，2月5日目的：了解微生物遗传学的基本知识，掌握各种遗传育种技术的原理、育种路线、育种方法，课程性质：选修学时：30理论＋10实验第2页，共29页，星期日，2025年，2月5日教材及参考资料推荐教材：参考教材：第3页，共29页，星期日，2025年，2月5日第一章绪论教学内容：为什么要进行微生物育种？微生物育种技术研究进展如何？常见的育种方法有那些？第4页，共29页，星期日，2025年，2月5日一、为什么要进行微生物育种？1微生物遗传育种在微生物工程中占有重要的地位，是决定微生物制剂是否具有工业化价值及发酵过程成败与否的关键。生物质原料非生物质原料活性催化剂无机催化剂生物制品生物制品生产的一般过程：第5页，共29页，星期日，2025年，2月5日活性催化剂：主要包括活性催化剂（如酶）和活体催化剂。活体生物催化剂生物技术在21世纪将成为带动人类社会经济发展的关键技术。其中微生物生物技术一直处于生物技术的领先地位。第6页，共29页，星期日，2025年，2月5日微生物技术以往多用发酵技术一词来描述。现代发酵工业（微生物工程）之所以如此迅猛发展，除了发酵工艺改进和发酵设备更新之外，更重要的是由于进行了菌种的选育及其改良，为发酵工艺提供了人类需要的各种类型的突变菌株，从而使微生物制品的产量成倍甚至成千倍地增长，同时产品的质量也不断提高。第7页，共29页，星期日，2025年，2月5日空气空气净化处理保藏菌种斜面活化扩大培养种子罐主发酵碳源、氮源、无机盐等营养物质灭菌产物分离纯化成品菌种筛选菌种选育微生物制剂生产的一般工艺流程第8页，共29页，星期日，2025年，2月5日因此，工业微生物育种对于提高发酵工业产品的产量和质量，进一步开发利用微生物资源，增加发酵工业产品的品种，具有重大意义。第9页，共29页，星期日，2025年，2月5日2菌种是发酵工业的关键和灵魂微生物发酵工程是利用微生物生长,摄取原料的养分,通过体内的酶系,经过代谢活动复杂的化学反应,产生对人类有用的各种代谢产物,因此菌种是发酵的关键因素和灵魂。第10页，共29页，星期日，2025年，2月5日野生型菌株经过长期的自然选择和进化，达到了适合其生存和繁殖的要求。现代发酵工业需要其代谢产物，因此需要的是一些“畸形”的微生物。微生物细胞机器的工作模式Workingpatternofcell-machineinIndustrialFermentationNPP进出通节堵菌种选育和工艺控制的“五字策略”第11页，共29页，星期日，2025年，2月5日生产菌种应该具备的基本特性：生产菌种应具有在较短的发酵周期内产生大量发酵产物的能力。在发酵过程中不产生或少产生与目标产品性质相近的副产物及其他产物。生长繁殖能力强，有较强的生长速率，产生孢子的菌种应该具有较强的产孢子能力。能够高效地将原料转化为产品。第12页，共29页，星期日，2025年，2月5日有利用广泛来源原材料的能力，并对发酵原料成分的波动敏感性较小。对需要添加的前体物质有耐受能力，并且不能将这些前体物质作为一般碳源利用。遗传特性稳定泡沫要少。具有抗噬菌体感染第13页，共29页，星期日，2025年，2月5日因此，野生型菌株要满足工业生产需求需要进行选育。NPP进出通节堵菌种选育和工艺控制的“五字策略”第14页，共29页，星期日，2025年，2月5日二、育种技术研究进展对工业微生物菌种的优化选育是提高产品产量和质量的一条有效途径。传统育种：以突变和筛选为中心的传统育种技术在工业微生物发展到现在规模的过程中始终起着重要作用。分子育种：重组技术和原生质体融合技术开始用于菌种选育。各种外源基因在原核生物、真核细胞的克隆和表达研究取得了重大成果。第15页，共29页，星期日，2025年，2月5日工业微生物育种技术，经历如下阶段：-自然选育（微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育（spontaneousmutation）微生物纯种培养技术建立为育种提供了材料，开始了微生物纯种的自然选育，对工业微生物育种有很大的影响。1857年，LouisPasteur证明酒精发酵是由活酵母引起的。提出了著名的发酵理论：“一切发酵过程都是微生物作用的结果”巴斯德认为，酿酒是发酵，是微生物在起作用；酒变质也是发酵，是另一类微生物在作祟；第16页，共29页，星期日，2025年，2月5日RobertKochRo