发酵工艺学菌种选育优秀讲稿.ppt

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1、发酵工艺学菌种选育第一页，讲稿共六十六页哦菌种选育是一门应用科学技术。理论基础:微生物学、微生物遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程等学科。目的:？第二页，讲稿共六十六页哦菌种选菌种选育目的育目的提高产量提高产量产生新的生物活性物质产生新的生物活性物质改变产品质量和组分改变产品质量和组分简化工艺，缩短周期简化工艺，缩短周期抵抗不良环境抵抗不良环境适应新的原材料适应新的原材料提供分子遗传研究材料提供分子遗传研究材料研究生物合成调控机理研究生物合成调控机理分析生物合成途径分析生物合成途径获得带遗传标记的菌株获得带遗传标记的菌株了解菌种遗传背景了解菌种遗传背景生产生产科研科研第三页，讲稿共六十六页

2、哦青霉素生产菌种选育青霉素生产菌种选育1928年，年，Fleming,点青霉点青霉2U/mL1943年，一农妇的发霉甜瓜上分离到年，一农妇的发霉甜瓜上分离到一株产黄青霉，一株产黄青霉，120U/mL经诱变，经诱变，WisQ176，900U/mL目前工业发酵水平：目前工业发酵水平：85000U/mL第四页，讲稿共六十六页哦菌种选育的基本内容:根据菌种自然变异而进行的自然选育。用人工方法引起菌种变异或形成新的杂种,再按照工业生产的要求进行筛选来获的新的变种或杂种。包括诱变育种、杂交育种、原生质体育种、基因工程育种。第五页，讲稿共六十六页哦自然选育概念：利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，通过

3、分离，筛选排除衰退型菌株，选择维持原有生产水平的菌株的纯种选育的方法。第六页，讲稿共六十六页哦纯菌种纯菌种自发突变自发突变突变个体突变个体传代增殖传代增殖原始个体原始个体菌种为何会退化菌种为何会退化和变异？和变异？第七页，讲稿共六十六页哦1.1菌种退化和变异的原因总的来说：内因外因1.遗传 2.自发突变的结果 可能原因：1）沙土管长期保藏 2)连续传代 3）新陈代谢产生的诱变物质 4）增变基因、死亡基因的存在3.经诱变剂处理后的退化变异。第八页，讲稿共六十六页哦生产菌种斜面生产菌种斜面制备单孢子悬浮液制备单孢子悬浮液分离出单菌落分离出单菌落1.2自然选育流程图自然选育流程图为何进行复筛？为何进

4、行复筛？生产菌种斜面生产菌种斜面制备单孢子悬浮液制备单孢子悬浮液分离出单菌落分离出单菌落移种进一步选育或保藏进一步选育或保藏斜面种子斜面种子(初筛初筛)高产菌株高产菌株沙土管菌株沙土管菌株斜面种子斜面种子摇瓶复筛摇瓶复筛高产纯化株高产纯化株生产试验生产试验生产菌种斜面生产菌种斜面制备单孢子悬浮液制备单孢子悬浮液分离出单菌落分离出单菌落自然选育是一种纯种选育的方法第九页，讲稿共六十六页哦优点：简单易行缺点：效率低、进展慢 难以获得高产突变株以微生物的自然变异作为基础的生产选种机率并不很高，一个基因的自然突变频率仅10-6-10-10左右。目的：纯化、复壮菌种第十页，讲稿共六十六页哦2 诱变育种2

5、.1概念：以人工诱变手段诱发微生物基因突变，改变遗传结构和功能，通过筛选，从变异体中找出产量高、性状优良的突变株，并找出其最佳培养基和最佳培养条件，使其在最适的环境条件下合成有效产物。第十一页，讲稿共六十六页哦2.2优点：速度快、收效大、方法简单 是当前的一种主要方法2.3理论基础：基因突变(诱发突变)第十二页，讲稿共六十六页哦诱发突变重要概念突变：由于染色体或基因本身的变化而产生遗传性状的变异。表型迟延：表型改变落后于基因型改变的现象。诱变过程第十三页，讲稿共六十六页哦突变的诱发过程 1.诱变剂接触DNA分子及对DNA分子的损伤 2.DNA损伤的修复：五种方式 3.从突变到突变型 分离性延迟

6、和生理性延迟可理解为“质”和“量”16第十四页，讲稿共六十六页哦DNA损伤修复的五种方式光复活作用切补修复重组修复SOS修复系统DNA多聚酶的校正作用有利于突变的发生有利于突变的发生第十五页，讲稿共六十六页哦2.4诱变育种方案设计A.制定筛选目标B.诱发突变常用诱发剂及其特点诱变剂的选择不稳定菌株温和诱变剂 稳定菌株强烈的、广谱的诱变剂 低剂量诱变剂有利于高产菌株的稳定性C.突变株的筛选第十六页，讲稿共六十六页哦物理诱变剂紫外线、X-射线、-射线、快中子特点：紫外线方便、有效、使用安全，其他的几种射线有一定的穿透力化学诱变剂碱基类似物、吖啶类、烷化剂特点：高效、经济、但应注意使用安全第十七页，

7、讲稿共六十六页哦各种诱变的机制各种诱变的机制第十八页，讲稿共六十六页哦筛选：将分离培养后的各型单菌落接斜面培养，成熟后接入摇瓶，测定其发酵生产能力的过程。初筛：以迅速筛出大量的达到初步要求的分离菌落为目的，以量为主。复筛：则是精选，以质为主，也就是以精确度为主。第十九页，讲稿共六十六页哦2.5诱变育种步骤q出发菌株的选择出发菌株的选择q处理菌悬液的制备处理菌悬液的制备q诱变处理诱变处理q中间培养中间培养q分离和筛选分离和筛选第二十页，讲稿共六十六页哦第二十一页，讲稿共六十六页哦出发菌株的选择 1.选择纯种 2.平均发酵单位要高，且发酵单位的波动幅度要小，摇瓶间所测得结果的最高值和最低值之差要小

8、。3.有良好的代谢特性。4.选择对诱变剂敏感的菌株。5.选用多个出发菌株进行诱变收效较快。第二十二页，讲稿共六十六页哦诱变剂的选择诱变剂的选择 1.野生型菌株(遗传性不稳定):用缓和的诱变剂。2.遗传性稳定的菌株:先要用强烈的不常用的诱变谱广的诱变剂处理，使其发生强烈的变异，然后再用缓和的诱变剂进行处理或多次自然分离。第二十三页，讲稿共六十六页哦3.要考虑诱变剂的作用机理来选择诱变剂，两种诱变剂复合使用效果好。4.最适剂量(有2种观点)：杀菌率90%99%较好，甚至99.9%;杀菌率75%85%。第二十四页，讲稿共六十六页哦2.6突变株的筛选（Selection）I.随机筛选(Randomse

9、lection)1)摇瓶筛选法 初筛一般是一个菌株只做一个摇瓶，从大量菌初筛一般是一个菌株只做一个摇瓶，从大量菌株中选出株中选出10-20%10-20%较好的菌株，淘汰较好的菌株，淘汰80-90%80-90%的菌株；的菌株；而复筛中摇瓶培养一般是一个菌株培养而复筛中摇瓶培养一般是一个菌株培养3 3瓶，并要重瓶，并要重复复3-53-5次，选出次，选出3-53-5个较好的菌株，再做进一步比较，个较好的菌株，再做进一步比较，选出最佳的菌株。选出最佳的菌株。复杂、耗时第二十五页，讲稿共六十六页哦2)琼脂块筛选法 简单、快速，但不准确3)自动化筛选（筛选几千个菌落数/天）第二十六页，讲稿共六十六页哦II

10、.理性化筛选 又称定向筛选(Orientedselection)运用遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法，以打破微生物原有的代谢调控机制，获得能大量形成产物的高产突变株。第二十七页，讲稿共六十六页哦反馈：反馈：指反应链中某些中间代谢产物或终指反应链中某些中间代谢产物或终产物对该途径关键酶活性的影响。产物对该途径关键酶活性的影响。反馈抑制：反馈抑制：指反应途径中某些中间产物或指反应途径中某些中间产物或末端产物降低该途径中前面酶催化的反应末端产物降低该途径中前面酶催化的反应速度。速度。末端产物的反馈抑制普遍存在于合成途径

11、。末端产物的反馈抑制普遍存在于合成途径。反馈阻遏：反馈阻遏：代谢的终产物达到一定浓度时，代谢的终产物达到一定浓度时，对该代谢途径前面的一种酶或几种酶的生对该代谢途径前面的一种酶或几种酶的生物合成产生阻碍作用。物合成产生阻碍作用。第二十八页，讲稿共六十六页哦 普遍存在着反馈抑制和反馈阻遏，要打破反馈调节系统，可从两个方面着手：(1)降低终产物浓度筛选细胞膜透性改变的突变株例如，谷氨酸发酵选育的高产菌株为谷氨酸棒杆菌的生物素营养缺陷型。2)初级代谢产物高产菌株的筛选初级代谢产物高产菌株的筛选第二十九页，讲稿共六十六页哦筛选营养缺陷型突变株 营养缺陷型营养缺陷型:诱变产生的缺乏合成某些营养物质的诱变

12、产生的缺乏合成某些营养物质的能力，须在基本培养基中加入相应的营养成分才能力，须在基本培养基中加入相应的营养成分才能正常生长的变异株。能正常生长的变异株。野生型野生型:与营养缺陷型对应的是野生型。与营养缺陷型对应的是野生型。渗漏缺陷型渗漏缺陷型:是遗传性障碍不完全的营养缺陷型，是遗传性障碍不完全的营养缺陷型，突变使某一种酶的活性下降而不是完全丧失，突变使某一种酶的活性下降而不是完全丧失，能少量地合成某一代谢产物。能少量地合成某一代谢产物。第三十页，讲稿共六十六页哦基本培养基(MM)：能能满满足足野野生生型型菌菌株株正正常常生生长的培养基长的培养基minimal medium补充培养基(SM)：在

13、在基基本本培培养养基基中中加加入入相相应应的的营营养成分的培养基养成分的培养基supplemental medium完全培养基(CM)：能能满满足足各各种种营营养养缺缺陷陷型型生生长长的称培养基的称培养基Complete Memum第三十一页，讲稿共六十六页哦筛选营养缺陷型的步骤筛选营养缺陷型的步骤v诱变v淘汰野生型v检出缺陷型v确定生长谱第三十二页，讲稿共六十六页哦淘汰野生型抗生素法：由由于于细细菌菌或或酵酵母母对对一一些些抗抗生生素素敏敏感感，在在MMMM中中一一定定量量的的抗抗生生素素，杀杀死死活活化化状状态态的的野野生生型型，保存了，保存了休眠休眠状态的状态的缺陷型缺陷型细菌青霉素，酵

14、母制霉菌素细菌青霉素，酵母制霉菌素菌丝过滤法：对对于于霉霉菌菌，因因孢孢子子生生长长后后会会长长出出菌菌丝丝体体，就就可可用用滤滤纸纸过过滤滤法法将将菌菌丝丝滤滤去去，而而缺陷型缺陷型孢子却因未发芽而不能滤过孢子却因未发芽而不能滤过第三十三页，讲稿共六十六页哦检出缺陷型原理：在在固固体体基基本本培培养养基基和和完完全全培培养养基基上上，生生长长情情况况完完全全不不同同，缺缺陷陷型型在在CMCM上上生生长长良良好好，而而在在MMMM上则不生长，野生型都能生长。上则不生长，野生型都能生长。具体方法：具体方法：影印法影印法、点种法、夹层法、点种法、夹层法 第三十四页，讲稿共六十六页哦第三十五页，讲稿

15、共六十六页哦生长谱测定的方法将缺陷型菌株培养后，收集菌体，制备成细胞悬液，与MM培养基(融化并凉至50)混合并倾注平皿。待凝固后，分别在平皿的5-6个区间放上不同的营养组合的混合物或吸饱此组合营养物的滤纸圆片。培养后会在某组合区长出，就可测得所需营养。一个平皿测一个菌。第三十六页，讲稿共六十六页哦以不同组合的营养混合物与融化凉至50的MM培养基混合铺成平皿，然后在这些平皿上划线接种各个缺陷型菌株于各相应位置，培养后根据在这些组合长出可推知其营养因子。在56个平皿上可测20株菌以上。第三十七页，讲稿共六十六页哦(2)筛选抗反馈调节突变株筛选结构类似物抗性突变株 结构类似物：结构与代谢产物类似的化

16、合物 特点：有反馈调节作用 无正常生理功能 筛选方法：浓度梯度法（补充）利用回复突变筛选抗反馈突变菌株第三十八页，讲稿共六十六页哦第三十九页，讲稿共六十六页哦诱变育种实例：赖氨酸高产菌株选育第四十页，讲稿共六十六页哦天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸黄色短杆菌的代谢过程甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸 半醛半醛半醛半醛抑制抑制抑制抑制高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸第四十一页，讲稿共六十六页哦黄色短杆菌的代谢特点天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（AK），），是一个变构酶，是一个

17、变构酶，并有两个活性中心，分别受并有两个活性中心，分别受LysLys（赖氨（赖氨酸）、酸）、ThrThr（苏氨酸）的（苏氨酸）的协同反馈抑制协同反馈抑制 协同反馈抑制：协同反馈抑制：该酶有多个活性中心，抑制物可以分别和该酶有多个活性中心，抑制物可以分别和某一个特定的活性中心结合，但是并不影响该酶的活性，某一个特定的活性中心结合，但是并不影响该酶的活性，只有当该酶的所有的活性中心都被抑制物结合后，其活性只有当该酶的所有的活性中心都被抑制物结合后，其活性才受到抑制。才受到抑制。第四十二页，讲稿共六十六页哦两个分支点的优先合成机制两个分支点的优先合成机制 ：优先合成高丝氨酸优先合成高丝氨酸HosHo

18、s，再优先合成蛋氨酸，再优先合成蛋氨酸MetMet当当MetMet过量时过量时阻遏阻遏琥珀酰高丝氨酸合成酶，使代谢流向合成琥珀酰高丝氨酸合成酶，使代谢流向合成ThrThr的方向进行的方向进行 当当ThrThr过量时过量时反馈抑制反馈抑制高丝氨酸脱氢酶，使代谢流向高丝氨酸脱氢酶，使代谢流向LysLys的的合成上。合成上。（MetMetThrThrLysLys）第四十三页，讲稿共六十六页哦天冬氨酰磷酸天冬氨酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸-半醛半醛高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸磷酸高丝氨酸磷酸O-琥珀酸高丝氨酸二氢吡啶二氢吡啶-2,6-2,6-二羧酸二羧酸赖氨酸赖氨酸苏氨酸苏氨酸蛋氨酸蛋氨酸天冬氨酸天冬氨酸第四十

19、四页，讲稿共六十六页哦育种途径1.1.切断或减弱代谢支路切断或减弱代谢支路 切断或减弱合成切断或减弱合成Met Met、ThrThr的分支的分支途径途径选育选育营养缺陷型营养缺陷型突变株突变株第四十五页，讲稿共六十六页哦可选用可选用Hos-Hos-，其意义在于：，其意义在于：解除了解除了HosHos的优先合成机制，阻断了代谢向的优先合成机制，阻断了代谢向MetMet、ThrThr的方向进行，节省了原料，可以使的方向进行，节省了原料，可以使Asp-Asp-半醛这个中间代谢产物全部转入半醛这个中间代谢产物全部转入LysLys的生物合成上。的生物合成上。第四十六页，讲稿共六十六页哦在培养基中限量的供

20、给在培养基中限量的供给Met Met、ThrThr（或者（或者HosHos），），对于对于AKAK酶活性的调节有着重要意义。酶活性的调节有着重要意义。因为AK酶是一个协同反馈抑制的变构酶，限制了其中某一个抑制物（Thr），则Lys的浓度再高，也不会影响到AK酶的活性，那么，代谢一直向着赖氨酸合成的方向进行，使得产物的合成畅通无阻。第四十七页，讲稿共六十六页哦双重营养缺陷型突变株（Met-+Thr-）,其本质和Hos-相同。优点：遗传性质稳定，回复突变的几率少。第四十八页，讲稿共六十六页哦天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产赖氨酸中间产物中间产物中间产物中间产物 中间

21、产物中间产物中间产物中间产物甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸不能合成可以大量可以大量积累积累赖赖 氨氨 酸酸人工诱变的人工诱变的人工诱变的人工诱变的菌种不能产生菌种不能产生菌种不能产生菌种不能产生第四十九页，讲稿共六十六页哦2.2.解除反馈调节（解除反馈调节（反馈阻抑）反馈阻抑）从理论上讲，选育从理论上讲，选育Hom-进行赖氨酸发酵，如果在其培养进行赖氨酸发酵，如果在其培养基中限量供给基中限量供给Thr，则，则AK酶的活性不会受到酶的活性不会受到Lys的反馈的反馈抑制，实际上抑制，实际上Lys对对AK酶的活性存在一定的抑制作用。因此，酶的

22、活性存在一定的抑制作用。因此，对于黄色短杆菌的对于黄色短杆菌的Lys发酵，仅仅选育发酵，仅仅选育Hom-是不够的。为了是不够的。为了高效率的转化高效率的转化Lys，需要解决这一问题：，需要解决这一问题：使该酶（使该酶（AKAK）脱敏脱敏（就是该酶具有抗反馈抑制或阻遏（就是该酶具有抗反馈抑制或阻遏的能力），的能力），如何使其脱敏呢如何使其脱敏呢？第五十页，讲稿共六十六页哦选育结构类似物选育结构类似物抗性突变株？（抗性突变株？（X X r r）S-L-半胱氨酸抗性突变株半胱氨酸抗性突变株 AEC r r（效果最佳，（效果最佳，应用最广）应用最广）-甲基赖氨酸抗性突变株甲基赖氨酸抗性突变株 ML r

23、 r L-赖氨酸氧肟酸盐抗性突变株赖氨酸氧肟酸盐抗性突变株 LysHxr r 苏氨酸氧肟酸盐抗性突变株苏氨酸氧肟酸盐抗性突变株 ThrHxr r第五十一页，讲稿共六十六页哦L-Lys:CHLys:CH2(NH(NH2)-CH)-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH(NH-CH(NH2)COOH)COOHAEC:CHAEC:CH2(NH(NH2)-CH)-CH2-S-CH-S-CH2-CH(NH-CH(NH2)COOH)COOH结构类似物结构类似物结构类似物结构类似物AECAEC物的作用机制：起反馈抑制作用物的作用机制：起反馈抑制作用物的作用机制：起反馈抑制作用物的作用机制：起反馈抑制作用

24、AEC AEC 与与与与L-LysLys结构相似，被天冬氨酸激酶所误认，结构相似，被天冬氨酸激酶所误认，结构相似，被天冬氨酸激酶所误认，结构相似，被天冬氨酸激酶所误认，与与与与ThrThr一起在天冬氨酸激酶的变构部位上结合，协同抑制酶一起在天冬氨酸激酶的变构部位上结合，协同抑制酶一起在天冬氨酸激酶的变构部位上结合，协同抑制酶一起在天冬氨酸激酶的变构部位上结合，协同抑制酶活。活。活。活。抗结构类似物突变株的实质：天冬氨酸激酶编码的结抗结构类似物突变株的实质：天冬氨酸激酶编码的结抗结构类似物突变株的实质：天冬氨酸激酶编码的结抗结构类似物突变株的实质：天冬氨酸激酶编码的结构基因发生突变。构基因发生突

25、变。构基因发生突变。构基因发生突变。第五十二页，讲稿共六十六页哦1、筛选营养缺陷型突变株。、筛选营养缺陷型突变株。2 2、筛选抗性突变突变株、筛选抗性突变突变株、筛选抗性突变突变株、筛选抗性突变突变株 磷酸盐、碳源调控菌株。磷酸盐、碳源调控菌株。磷酸盐、碳源调控菌株。磷酸盐、碳源调控菌株。氨基酸结构类似物抗性突变株氨基酸结构类似物抗性突变株氨基酸结构类似物抗性突变株氨基酸结构类似物抗性突变株 二级金属离子抗性突变菌株二级金属离子抗性突变菌株二级金属离子抗性突变菌株二级金属离子抗性突变菌株 筛选前体或前体结构类似物抗性突变株筛选前体或前体结构类似物抗性突变株筛选前体或前体结构类似物抗性突变株筛选

26、前体或前体结构类似物抗性突变株 筛选自身代谢产物抗性突变株筛选自身代谢产物抗性突变株筛选自身代谢产物抗性突变株筛选自身代谢产物抗性突变株 抗噬菌体、温度敏感等抗噬菌体、温度敏感等抗噬菌体、温度敏感等抗噬菌体、温度敏感等第五十三页，讲稿共六十六页哦次级代谢产物高产菌株的筛选1、筛选营养缺陷型突变菌株（分支合成途径）氯霉素合成途径氯霉素由莽草酸途径合成，同时还有芳香族氨基酸，会产生反馈抑制。通过诱变筛选，阻断莽草酸到芳香族氨基酸的途径，可增加氯霉素的产量。氯霉素氯霉素第五十四页，讲稿共六十六页哦2、筛选去磷酸盐调节突变株许多抗生素等次级代谢产物的生物合成明显受到磷酸盐的调控，当培养基中磷酸盐的含量

27、超过一定限度，这种代谢产物的合成就受到明显的抑制作用。通过固体琼脂块发酵，加入过量磷酸盐，观察抑菌圈的大小。第五十五页，讲稿共六十六页哦3、筛选去除碳源分解代谢调节突变株许多能被菌株快速利用的碳源往往对许多次级代谢产物的合成产生阻遏或抑制作用。青霉素发酵中的葡萄糖效应不但抑制抗生素的生物合成，而且抑制某些碳氮源的分解利用。由于葡萄糖对菌体内的分解氮源的酶产生抑制作用，使菌体不能分解利用唯一的氮源组氨酸，菌体不能生长。诱变菌株，涂布到组氨酸和葡萄糖的培养基上原因：葡萄糖分解代谢的酶发生了变化，不再产生和积累分解代谢阻遏物。第五十六页，讲稿共六十六页哦例2 筛选葡萄糖结构类似物抗性突变菌株利用葡萄

28、糖结构类似物2-脱氧葡萄糖，不能被菌体利用，但具有葡萄糖的碳源分解产物阻遏作用，在用乳糖和2-脱氧葡萄糖为碳源，阻遏乳糖利用，筛选少量生长菌落。第五十七页，讲稿共六十六页哦4、筛选氨基酸结构类似物抗性突变株许多次级代谢物都是以初级代谢产物如氨基酸等做为前体生物合成这些次级代谢产物。当这种氨基酸前体成为次级代谢产物生物合成的限制因素的时候，筛选这种氨基酸结构类似物抗性突变株，解除这种氨基酸的反馈调节，可提高氨基酸的胞内量，进而提高代谢产物的合成。第五十八页，讲稿共六十六页哦例1、青霉素合成途径中，半胱氨酸和缬氨酸是生物合成青霉素母核的前体，筛选抗半胱氨酸结构类似物或抗酰胺酸结构类似物的抗性突变株

29、，可提高半胱氨酸或缬氨酸的生成量，进而提高青霉素产量。第五十九页，讲稿共六十六页哦5、筛选二价金属离子抗性突变株过量的二价金属离子对菌体有毒害，有些次级代谢产物可以与二价金属离子形成盐，降低金属离子的毒害作用，代谢产物越多，解毒作用越强。诱变后涂布到高浓度二价离子培养基上，能长出来的可能是高产菌株（细胞膜通透性菌株剔除），进一步摇瓶筛选。杆菌肽和青霉素：杆菌肽可以与二价离子结合将过量的金属离子带出体外。在培养基中加入大量的硫酸亚铁，硫酸锌。第六十页，讲稿共六十六页哦6、筛选前体或前体结构类似物抗性突变株前体是能够直接被菌体合成代谢产物而自身的分子结构没有显著改变的物质。前体在提高产量的同时也会

30、对菌体产生毒性。筛选前体或前体结构类似物的抗性突变株可以消除前体对产生菌的毒性作用，提高代谢产物的产量。例如：灰黄霉素发酵使用氯化物为前体，但是高浓度氯化物有抑制作用。筛选抗氯化物的突变株，可提高灰黄霉素的产量。第六十一页，讲稿共六十六页哦例2、苯氧乙酸为青霉素V的前体，筛选抗苯氧乙酸的突变株。例3、缬氨酸是青霉素的前体，筛选抗缬氨酸结构类似物的抗性突变株，提高青霉素的产量青霉素V 青霉素G第六十二页，讲稿共六十六页哦7、筛选自身代谢产物抗性突变株抗生素生产能力不同的菌株，对自身所产生抗生素的耐受能力也不同，一般来说高产菌株需要耐受高的自身代谢产物才能够生存，而低产菌株不需要耐受高的自身代谢产

31、物就能够生存。例如把金霉素产生菌多次移种到金霉素不断提高的培养基中，最后得到一株提高生存能力4倍的突变株。青霉素、链霉素、庆大霉素等抗生素的产生菌均有用此方法提高产量的例子。第六十三页，讲稿共六十六页哦原生质体的融合一、PEG融合的机制(膜电位降低、脱水作用)二、原生质体融合的一般过程1、遗传标记的选择 （营养缺陷型和抗药性标记）2、两亲本原生质体的制备3、原生质体的融合（融合剂，PEG,钙镁离子）4、原生质体的再生5、融合子的选择（利用亲本的选择性标记，产生杂合二倍体或单倍体重组体，另一种是暂时的融合，异核体。）第六十四页，讲稿共六十六页哦基因工程技术育种的设计技术：技术：提高限速酶的活力，

32、解除抗生素生物合成中的限速步骤，改变细胞内代谢流的方向，提高抗生素的产量。引入抗性基因和调节基因，引入氧结合蛋白来提高抗生素的产量增强正调控或解除负调控基因的阻遏敲除或破坏次要组分的生物合成基因来消除或减少次要组分1.1增加抗性基因拷贝数，提高产生菌自身耐受性增加抗性基因拷贝数，提高产生菌自身耐受性增加生物合成限速阶段酶系基因剂量有可能提高抗生素的产量。泰乐菌素最后一步是大菌素在O-甲基转移酶催化下转化为泰乐菌素。发现高产弗氏链霉菌的O-甲基转移酶活性高，并且积累大量大菌素，通过克隆O-甲基转移酶可提高产量。第六十五页，讲稿共六十六页哦小结1.掌握菌种选育的概念和原理。2掌握自然选育、诱变育种的主要环节。3熟悉诱变育种的筛选方法，理解并掌握理化性筛选方法。第六十六页，讲稿共六十六页哦