环境微生物学第七章节微生物的遗传变异.ppt

《环境微生物学第七章节微生物的遗传变异.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境微生物学第七章节微生物的遗传变异.ppt（71页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、环境微生物学第七章节微生物的遗传变异1现在学习的是第1页，共71页遗传性：遗传性：亲代性状在子代重现，使其子代的性状与亲代基本上一致的现象。同其他生物一样，微生物有其固有的遗传性。微生物的遗传是在系统发育过程中形成的，系统发育愈久的微生物，其遗传的保守程度愈大，越不易受外界环境条件的影响。老龄菌遗传保守程度比幼令菌大，高等生物遗传保守程度比低等生物大。一、遗传的基本概念第二节 微生物的遗传2现在学习的是第2页，共71页二、遗传的物质基础及其存在形式1.遗传的物质基础 一切生物遗传的物质基础是核酸（DNA）核酸的结构：双螺旋结构2.遗传物质在细胞内存在部位和方式（1）细胞水平DNA集中在核质体中

2、。（真核微生物：细胞核）杆菌细胞内大多存在两个核质体，而球菌一般只有一个。第二节 微生物的遗传3现在学习的是第3页，共71页（2）细胞核水平原核微生物：无核膜包裹，呈松散无定型状态，核基团 不与蛋白质结合。真核微生物：有核膜，DNA与蛋白质结合，形成染色体（genome）。核外染色体（能自主复制）：广义上讲称质粒（plasmid）第二节 微生物的遗传4现在学习的是第4页，共71页（3）染色体水平原核微生物：每一个核质体中只有一个裸露的、在光学 显微镜下无法看到的环状染色体。真核微生物：往往有不同数目的染色体。酵母菌属（saccharomycs）17个。染色体的套数：只有一套相同功能的染色体时称

3、之为 单倍体，有两套时称双倍体。（4）核酸水平绝大多数的微生物的遗传物质为DNA，只有部分病毒才是RNA。第二节 微生物的遗传5现在学习的是第5页，共71页（5）基因水平（功能单位）基因：一切具有自主复制能力的遗传功能单位。是一核酸片段，一般含有1000bp（碱基对）基因的分类调节基因（regulator）：控制结构基因的活性结构基因（structure gene）操纵基因（operator）启动基因（promotor）操纵子（operon）第二节 微生物的遗传6现在学习的是第6页，共71页 遗传密码：DNA上各个核苷酸的特定排列顺序。每个密码子有3个核苷酸顺序来决定。（7）核苷酸水平核苷酸腺

4、嘌呤A鸟嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T戊糖碱基磷酸核苷（6）密码水平（信息单位）（最低交换单位、突变单位）第二节 微生物的遗传7现在学习的是第7页，共71页3.质粒（plasmid）定义：游离于染色体外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状DNA分子，即cccDNA(circular covalently closed DNA)。多指原核生物。结构：具有超级螺旋结构，分子量106108道尔顿(10010000kbp)第二节 微生物的遗传8现在学习的是第8页，共71页9现在学习的是第9页，共71页质粒的基本特性：可移动性：异种间转移Genther F.J.(1998):69种环境中的细菌中，38能从实验

5、室的细菌接受R因子。可整合性：可整合到染色体上可重组性可消除性第二节 微生物的遗传10现在学习的是第10页，共71页20世纪50年代在日本发现的一种质粒（从患痢疾但被抗生素治疗后的病人中分离出的痢疾志贺氏菌中），而且能把抗药性转移到E.coli。1）R因子R质粒沙门氏菌属（Salmonalla）芽孢杆菌属（Bacillus）假单胞菌属（Pseudomonas）葡萄球菌属（Staphulococcus）曾发现R因子的细菌l R因子在细胞中的数目12几十个。l 对多种抗生素有抗性，也可作为基因载体。l 具有R因子的细菌在自然界中的存活率高。第二节 微生物的遗传11现在学习的是第11页，共71页2）

6、F因子（Fertility factor）/致育因子、性因子是E.coli中决定性别的质粒。62106Da，94.5kbpF+F+F+F-接合（接合（conjugation）特点：有时能够插入染色体，使染色体的长度增长。有F因子的细菌：F+雄菌没有F因子的细菌：F-雌菌第二节 微生物的遗传12现在学习的是第12页，共71页3）降解性质粒二甲苯质粒：XYL（Xylene）辛烷质粒：OCT（Octane）甲苯质粒：TOL（Toluene）萘质粒：NAP（Napthalene）樟脑质粒：CAM（Camphor）水杨酸质粒：SAL（Salicylate）在环保中有重要的意义：超级工程菌的获得。含有能降

7、解复杂物质的基因，从而使细菌能降解难降解有机物。大多在假单胞菌属中发现。至今发现的主要降解质粒（以其所能分解的底物命名）第二节 微生物的遗传13现在学习的是第13页，共71页4.细胞器DNA真核微生物中，染色体之外的遗传物质的另一种存在形式。与其他物质一起构成细胞器（如：叶绿体、线粒体等）主要特性：结构复杂多样功能不一数目多少不一自我复制可消除性（一旦消失，后代细胞中不再出现）质粒和细胞器DNA的异同点？第二节 微生物的遗传14现在学习的是第14页，共71页5.转座因子可在染色体不同部位之间移动的DNA片断插入序列：能插入染色体或质粒的许多位点，并能改换位点转座子：能插入染色体或质粒的不同位点

8、的一般DNA序列，可以转移到不同的位点上，本身也可复制。大小位几个kb。第二节 微生物的遗传15现在学习的是第15页，共71页第七章 微生物的生长和遗传变异第三节 微生物的变异基因突变基因重组16现在学习的是第16页，共71页变异：任何一种生物，亲代和子代之间在生理、形态方面都有一定的差异，这种现象叫变异（个体形态、菌落形态、生理生化特性、代谢产物）第三节 微生物的变异一、变异的基本概念17现在学习的是第17页，共71页细菌易变异：细菌繁殖快，又与外界环境接触面积大环境条件在短时期内对菌体产生大的影响，在受物理、化学因素影响后，易产生适应新环境的酶（诱导酶）等，从而改变原有的特性，即产生了变异

9、。变异形态变异菌落形态变异生理生化特性变异变异不一定都有遗传性第三节 微生物的变异18现在学习的是第18页，共71页有目的地控制微生物的生长条件，使其向人类需要的方向变异。在污水生物处理中称为驯化（acclimation、adaption）有毒有害废水、难降解废水处理：通过驯化，增强微生物的降解能力，提高处理效果。定向培育：第三节 微生物的变异19现在学习的是第19页，共71页二、基因变异基因突变基因重组定义：微生物的遗传性状变化称变异1.基因突变（自发突变）定义：DNA链上因碱基的缺乏、置换、插入而发生的碱基排列顺序的变化，从而导致表现型发生了可遗传的变化，这种现象叫基因突变（变异）。基因突

10、变的类型点突变畸变第三节 微生物的变异20现在学习的是第20页，共71页点变异：一个或数个碱基发生变化点突变碱基置换移码突变转换：AG,GGTT,T颠换AACC,G缺失：添加：ABCABCAB ABCAA BCAB第三节 微生物的变异21现在学习的是第21页，共71页畸变缺失：添加易位：倒位：重复：插入：abcabcabcabcabcabcdefpqrdefpqrghighifdeghijkl*畸 变：碱基片断发生变化第三节 微生物的变异22现在学习的是第22页，共71页细菌基因突变的特点v 无定向性（不对应性）v 稀有性：频率低 1051010v 自发性v 独立性：各细胞、基因间的变异没有必

11、要的联系v 稳定性：可遗传v 可逆性：回复突变（back/reverse mutation）v 诱变性：诱变剂可大大提高突变率（10105倍）自发突变、诱发突变（诱变）诱变剂（mutagen）：亚硝酸、紫外线第三节 微生物的变异23现在学习的是第23页，共71页1）转化（transformation）供体的DNA片段（可在自然条件下产生）进入受体细胞内发生重组，受体细胞获得供体细胞的一部分遗传特性。无需细胞接触。细菌、放线菌、真菌中有转化现象。2、基因重组定义：两个不同性状的个体细胞（细胞水平），其中一个细胞（供体）DNA与另一个细胞的DNA融合，使基因重新排列遗传给后代，产生新的遗传性状，称

12、基因重组。第三节 微生物的变异24现在学习的是第24页，共71页25现在学习的是第25页，共71页细胞核质粒F因子、降解性质粒可通过此形式传递。2）接合（conjugation)细胞直接接触而进行的基因重组。大肠杆菌的接合是通过性纤毛（中空）进行的。第三节 微生物的变异26现在学习的是第26页，共71页27现在学习的是第27页，共71页28现在学习的是第28页，共71页3）转导（）转导（transduction）通过噬菌体携带而转移的基因重组，无需细胞接触。在自通过噬菌体携带而转移的基因重组，无需细胞接触。在自然界中比较普遍然界中比较普遍。噬菌体进入供体细胞噬菌体进入供体细胞宿主的核染色体被切

13、断宿主的核染色体被切断成熟与包装之际形成不带噬菌体自身成熟与包装之际形成不带噬菌体自身DNA的噬菌体（假噬菌体）（完全缺陷噬体）的噬菌体（假噬菌体）（完全缺陷噬体）与受体接触与受体接触感染感染a.完全转导完全转导(complete transduction)第三节 微生物的变异29现在学习的是第29页，共71页b.局部转导局部转导(specialized transduction)由部分缺陷的噬菌体把少数特定的基因携带到受体菌中，并获得转导的现象。第三节 微生物的变异30现在学习的是第30页，共71页4）原生质体融合（protoplast fusion）通过人为的方法使两个遗传通过人为的方法使

14、两个遗传性状不同的细胞的原生质体发生性状不同的细胞的原生质体发生融合，得到同时具有双亲性状的、融合，得到同时具有双亲性状的、遗传稳定的融合子（遗传稳定的融合子（fusion），），该过程称原生质体融合。（该过程称原生质体融合。（20世纪世纪70年代）年代）31现在学习的是第31页，共71页原核、真核高等植物、人体细胞 能进行原生质体融合的细胞非常广泛步骤：1)用脱壁酶去除细胞壁2)混合（加聚二醇PEG），或电脉冲促进融合3)培养，使之称为完整细胞4)鉴定特点：1）重组频率10-1.（远远大于诱变育种）2）不同属、科间亦可融合。第三节 微生物的变异32现在学习的是第32页，共71页第七章 微生物

15、的生长和遗传变异第四节 遗传工程基因工程遗传工程及其在环境污染控制中的应用33现在学习的是第33页，共71页一、基因工程（Genetic engineering）20世纪50年代遗传物质的研究20世纪70年代基因工程诞生1.定义：用人为的方法把供体生物的DNA导入受体生物中，并在其中“安家落户”，进行正常的复制、表达，从而获新物种的一种育种技术。是一种分子水平上的基因重组技术。第四节 遗传工程34现在学习的是第34页，共71页用人为的方法，把供体生物的DNA大分子提取出来；在离体的条件下，用工具酶进行切割；之后把它与载体（vector）的DNA分子连接起来；然后与载体一起导入受体生物。2.步骤

16、：第四节 遗传工程35现在学习的是第35页，共71页目的基因的取得：目的基因的取得：供体细胞中提取分离供体细胞中提取分离 合成合成载体的选择：载体的选择：对载体的要求对载体的要求 具有自我复制能力；具有自我复制能力；能在受体细胞内大量增殖；能在受体细胞内大量增殖；最好只有一个限制性内切酶的切口（使供体最好只有一个限制性内切酶的切口（使供体DNA接合在一接合在一定位置上）；定位置上）；有一种选择性遗传标志，以便追踪。有一种选择性遗传标志，以便追踪。常用载体：细菌质粒、噬菌体。常用载体：细菌质粒、噬菌体。最常用：最常用：PBR322（抗四环素、青霉素性基因）。（抗四环素、青霉素性基因）。表达抗药表

17、达抗药性可以用选择性培养基检出它们。性可以用选择性培养基检出它们。第四节 遗传工程36现在学习的是第36页，共71页重组载体引入受体细胞重组载体引入受体细胞 最广泛被应用的是最广泛被应用的是E.coli、Bacillus subtilis（枯草杆菌）。（枯草杆菌）。引入方法引入方法1)转化（质粒作载体）转化（质粒作载体）2)病毒感染病毒感染基因的体外重组基因的体外重组内切酶处理内切酶处理载体形成缺口载体形成缺口目的基因的切断目的基因的切断两者混合在低温下（两者混合在低温下（56C）混合）混合“退火退火”；目的基因缝补上载体的缺口（动力目的基因缝补上载体的缺口（动力:氢键作用而相互吸氢键作用而相

18、互吸引并形成共价结合引并形成共价结合)。第四节 遗传工程37现在学习的是第37页，共71页38现在学习的是第38页，共71页3.基因工程在环境保护中的应用基因工程在环境保护中的应用获得能同时分解多种污染物的新型菌种。获得能同时分解多种污染物的新型菌种。l 超级细菌超级细菌l 耐汞质粒耐汞质粒l 降解染料质粒降解染料质粒工业上工业上：高性能发酵微生物的育种、酶、抗生素的生产。：高性能发酵微生物的育种、酶、抗生素的生产。农业上农业上：l 固氮菌的基因转移到根系微生物或直接给植物；固氮菌的基因转移到根系微生物或直接给植物；l 把降解木质素分解酶的基因转移导酵母菌使之把降解木质素分解酶的基因转移导酵母

19、菌使之 能利用稻草、能利用稻草、枯杆等生产酒精；枯杆等生产酒精；l 改良农作物。改良农作物。医疗上：遗传病的治疗等。第四节 遗传工程39现在学习的是第39页，共71页几点注意：几点注意：基因工程的成果往往只是一株带有新性状的“工程菌”，只有通过微 生物工程才能实现它的 经济与社会效益。DNA供体主要来源于微生物。基因工程菌存在的问题：安全性 混合培养系中的生存性 降解能力的安定性 大规模培养技术第四节 遗传工程40现在学习的是第40页，共71页第七章 微生物的生长和遗传变异第五节 微生物的驯化与保藏微生物的驯化微生物的保藏与复壮41现在学习的是第41页，共71页一、微生物的驯化一、微生物的驯化

20、时间时间t污污染染物物浓浓度度污染物的生物降解曲线污染物的生物降解曲线（生物降解过程中污染物浓度随时间的变化）（生物降解过程中污染物浓度随时间的变化）微生物的微生物的“驯化驯化”现象现象“驯化驯化”是获得高效微生物（群）的有效方法是获得高效微生物（群）的有效方法第五节 微生物的驯化与保藏42现在学习的是第42页，共71页1.驯化的定义驯化的定义(Acclimation,adaptation)一般：获得新的能力的过程一般：获得新的能力的过程 （新的分解能力、抗有毒物质能力）（新的分解能力、抗有毒物质能力）狭义：获得新的降解能力的过程狭义：获得新的降解能力的过程使微生物接触待分解的化合物，给予适宜

21、的使微生物接触待分解的化合物，给予适宜的营养和环境条件，进行培养。营养和环境条件，进行培养。驯化操作：驯化操作：第五节第五节 微生物的驯化与保藏微生物的驯化与保藏43现在学习的是第43页，共71页2.驯化的机理驯化的机理生物降解的必要条件：生物降解的必要条件：有合成降解酶的基因有合成降解酶的基因 能合成降解酶能合成降解酶 微生物浓度高、环境条件适宜微生物浓度高、环境条件适宜可能性可能性驯化：从不能满足以上三个条件，到满足三个条件的过程。驯化：从不能满足以上三个条件，到满足三个条件的过程。驯化机理：驯化机理：获得所需的基因（变异、基因重组）获得所需的基因（变异、基因重组）降解酶的诱导或抑制作用的

22、解除降解酶的诱导或抑制作用的解除降解微生物的的高浓度化（选择性繁殖）降解微生物的的高浓度化（选择性繁殖）本质驯化本质驯化表观驯化表观驯化第五节第五节 微生物的驯化与保藏微生物的驯化与保藏44现在学习的是第44页，共71页1）新基因的获得：）新基因的获得：突变：频率低突变：频率低106108 无定向性无定向性获得降解能力的几率很小获得降解能力的几率很小降解基因的传递：几率更小降解基因的传递：几率更小水处理中一般发生驯化的现象很多，所以很难用水处理中一般发生驯化的现象很多，所以很难用“突变突变”来解释。来解释。2）诱导酶的激活或抑制剂的解除）诱导酶的激活或抑制剂的解除抑制系的解除一般只需要抑制系的

23、解除一般只需要25分。分。而驯化周期一般几天到几个月，很难全部用诱导酶解释而驯化周期一般几天到几个月，很难全部用诱导酶解释第五节 微生物的驯化与保藏45现在学习的是第45页，共71页3）降解微生物的高浓度化）降解微生物的高浓度化基因突变不可能同时产生大量变异细胞基因突变不可能同时产生大量变异细胞微生物的高浓度化是重要的步骤微生物的高浓度化是重要的步骤质粒的传递速度质粒的传递速度供体浓度供体浓度 D（douor）（）（g/l）受体浓度受体浓度 R（recipient）（）（g/l）转移体浓度转移体浓度 T（transconjugant）（）（g/l）接受质粒后的细胞（基因重组体）接受质粒后的细胞

24、（基因重组体）质粒的传递（基因重组）：接合等质粒的传递（基因重组）：接合等选择性繁殖选择性繁殖高浓度化的途径高浓度化的途径第五节 微生物的驯化与保藏46现在学习的是第46页，共71页3.影响驯化的因素影响驯化的因素1）驯化操作方式）驯化操作方式活性污泥对苯酚的驯化的例子（中村，活性污泥对苯酚的驯化的例子（中村，1990）驯化由快到慢的顺序：驯化由快到慢的顺序：viiv,iiii,vii 间歇操作比连续操作有利。间歇操作比连续操作有利。i.好氧、间歇、负荷上升法好氧、间歇、负荷上升法ii.好氧、连续、负荷上升法好氧、连续、负荷上升法iii.厌氧厌氧/好氧、间歇、负荷上升法好氧、间歇、负荷上升法（

25、0.10.7kg/m3d）0.7kg/m3div.好氧、间歇、高负荷一定好氧、间歇、高负荷一定v.好氧、连续、高负荷一定好氧、连续、高负荷一定vi:厌氧厌氧/好氧、间歇、高负荷一定好氧、间歇、高负荷一定第五节 微生物的驯化与保藏47现在学习的是第47页，共71页2）接种微生物的种类）接种微生物的种类活性污泥、土壤、接触污水的底泥、污水排放沟积泥活性污泥、土壤、接触污水的底泥、污水排放沟积泥3）水的硬度的影响）水的硬度的影响硬水优于软水。硬水优于软水。软水中微量营养盐不足软水中微量营养盐不足（Vashon R.D，1982）Nitrilotriacetate(NTA)去除率达去除率达90%时所需

26、时间，硬水时所需时间，硬水18天，软水天，软水28天天第五节 微生物的驯化与保藏48现在学习的是第48页，共71页4）原生动物的影响原生动物的存在将延长驯化周期。降解细菌被捕食，例如：城市污水中PNP的降解。PNP（p-nitrophenol）被浓度（g/L）2PNP100（2，4D）周期（无原生动物）09周期（有原生动物）610第五节 微生物的驯化与保藏49现在学习的是第49页，共71页 l 性状稳定的菌种是微生物工作最重要的基本要求，性状稳定的菌种是微生物工作最重要的基本要求，否则生产或科研都无法正常进行。否则生产或科研都无法正常进行。l 影响微生物菌种稳定性的因素：影响微生物菌种稳定性的

27、因素：a a）变异；）变异；b b）污染；）污染；c c）死亡）死亡微生物的保藏与复壮微生物的保藏与复壮50现在学习的是第50页，共71页菌种的衰退和复壮菌种的衰退和复壮遗传性的变异是绝对的，稳定性是相对的。遗传性的变异是绝对的，稳定性是相对的。在微生物的基础研究和应用研究中，选育一株理想的菌株是一在微生物的基础研究和应用研究中，选育一株理想的菌株是一件艰苦的工作，而欲使菌种始终保持优良性状的遗传稳定性，件艰苦的工作，而欲使菌种始终保持优良性状的遗传稳定性，便于长期使用，还需要做很多日常的工作。便于长期使用，还需要做很多日常的工作。实际上，由于各种各样的原因，要使菌种永远不变是不可能的，实际上

28、，由于各种各样的原因，要使菌种永远不变是不可能的，菌种衰退是一种潜在的威胁。菌种衰退是一种潜在的威胁。只有掌握了菌种衰退的某些规律，才能采取相应的措施，尽只有掌握了菌种衰退的某些规律，才能采取相应的措施，尽量减少菌种的衰退或使已衰退的菌种得以复壮。量减少菌种的衰退或使已衰退的菌种得以复壮。51现在学习的是第51页，共71页一、菌种的衰退一、菌种的衰退 菌种衰退（菌种衰退（degenerationdegeneration）：指由于自发突变的结果，使某物种原）：指由于自发突变的结果，使某物种原有的一系列生物学性状发生量变或质变的现象。有的一系列生物学性状发生量变或质变的现象。纯菌种纯菌种自发突变自

29、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不纯菌种不纯菌种衰退菌种衰退菌种52现在学习的是第52页，共71页（一）菌种衰退的表现（一）菌种衰退的表现l 菌落和细胞形态改变：菌落和细胞形态改变：l 生长速度缓慢，产孢子越来越少生长速度缓慢，产孢子越来越少;l 代谢产物生产能力下降，即出现负突变；代谢产物生产能力下降，即出现负突变；l 致病菌对宿主侵染能力下降；致病菌对宿主侵染能力下降；l 对外界不良条件的抵抗能力下降等。对外界不良条件的抵抗能力下降等。53现在学习的是第53页，共71页（二）菌种衰退的原因（二）菌种衰退的原因l 基因突变主要原因基因突变主要原因 1 1、有关基因发生负

30、突变导致菌种衰退；、有关基因发生负突变导致菌种衰退；2 2、表型延迟造成菌种衰退；、表型延迟造成菌种衰退；3 3、质粒脱落导致菌种衰退。、质粒脱落导致菌种衰退。l 连续传代加速衰退连续传代加速衰退l 不适宜的培养和保藏条件加速衰退不适宜的培养和保藏条件加速衰退54现在学习的是第54页，共71页（三）菌种衰退的防止（三）菌种衰退的防止l 控制传代次数控制传代次数l 创造良好的培养条件创造良好的培养条件l 利用不易衰退的细胞移种传代利用不易衰退的细胞移种传代l 采用有效的菌种保藏方法采用有效的菌种保藏方法l 讲究菌种选育技术讲究菌种选育技术l 定期进行分离纯化定期进行分离纯化55现在学习的是第55

31、页，共71页二、菌种的复壮二、菌种的复壮n 狭义的复壮狭义的复壮消极的措施消极的措施 指在菌种已经发生衰退的情况下，通过纯种分离和测定指在菌种已经发生衰退的情况下，通过纯种分离和测定典型性状、生产性能等指标，从已衰退的群体中筛选出少数典型性状、生产性能等指标，从已衰退的群体中筛选出少数尚未退化的个体，以达到恢复原菌株固有性状的相应措施。尚未退化的个体，以达到恢复原菌株固有性状的相应措施。n 广义的复壮广义的复壮积极的措施积极的措施 指在菌种的典型特征或生产性状尚未衰退前，就经常有意识地指在菌种的典型特征或生产性状尚未衰退前，就经常有意识地采取纯种分离和生产性状测定工作，以期从中选择到自发的正突

32、变采取纯种分离和生产性状测定工作，以期从中选择到自发的正突变个体。个体。56现在学习的是第56页，共71页菌种复壮的主要方法菌种复壮的主要方法1、纯种分离法、纯种分离法 菌落纯（菌落纯（“菌种纯菌种纯”）细胞纯（细胞纯（“菌株纯菌株纯”）通过纯种分离通过纯种分离,可将衰退菌种细胞群体中一部分仍保持原有典型性状的单可将衰退菌种细胞群体中一部分仍保持原有典型性状的单细胞分离出来细胞分离出来,经扩大培养经扩大培养,就可恢复原菌株的典型性状。就可恢复原菌株的典型性状。平板表面涂布法平板表面涂布法平板划线分离法平板划线分离法琼脂培养基浇注法琼脂培养基浇注法用分离小室进行单细胞分离用分离小室进行单细胞分离

33、用显微操作器进行单细胞分离用显微操作器进行单细胞分离菌丝尖端切割进行单细胞分离菌丝尖端切割进行单细胞分离57现在学习的是第57页，共71页2 2、宿主体内复壮法、宿主体内复壮法 对于寄生性微生物的衰退菌株，可通过接种到相应昆虫或对于寄生性微生物的衰退菌株，可通过接种到相应昆虫或动植物宿主体内来提高菌株的毒性。动植物宿主体内来提高菌株的毒性。3 3、淘汰法、淘汰法 将衰退菌种进行一定的处理（如药物、低温、高等），往往可以起将衰退菌种进行一定的处理（如药物、低温、高等），往往可以起到淘汰已衰退个体而达到复壮的目的。到淘汰已衰退个体而达到复壮的目的。4 4、遗传育种法、遗传育种法 把退化的菌种重新进

34、行遗传育种，从中再选出高产而不易退化的把退化的菌种重新进行遗传育种，从中再选出高产而不易退化的稳定性较好的生产菌种。稳定性较好的生产菌种。58现在学习的是第58页，共71页菌种的保藏菌种的保藏 菌种是重要的生物资源，研究和选择良好的菌种保菌种是重要的生物资源，研究和选择良好的菌种保藏方法具有重要的意义。藏方法具有重要的意义。一、菌种保藏的目的一、菌种保藏的目的n 菌种保藏的重要意义就在于尽可能保持其原有性状和活力的稳菌种保藏的重要意义就在于尽可能保持其原有性状和活力的稳定，确保菌种不死亡、不变异、不被污染，以达到便于研究、交换定，确保菌种不死亡、不变异、不被污染，以达到便于研究、交换和使用等诸

35、方面的需要。和使用等诸方面的需要。59现在学习的是第59页，共71页二、菌种保藏的原理二、菌种保藏的原理首先应该挑选典型菌种的优良纯种来进行保藏，最首先应该挑选典型菌种的优良纯种来进行保藏，最好保藏它们的休眠体，如分生孢子、芽孢等。好保藏它们的休眠体，如分生孢子、芽孢等。其次应人为地创造环境条件（如：干燥、低温其次应人为地创造环境条件（如：干燥、低温和缺氧），使微生物长期处于代谢不活泼、生和缺氧），使微生物长期处于代谢不活泼、生长繁殖受抑制的休眠状态。长繁殖受抑制的休眠状态。尽可能多的采用不同的手段保藏一些比较重要的微生尽可能多的采用不同的手段保藏一些比较重要的微生物菌株物菌株60现在学习的是

36、第60页，共71页三、菌种保藏方法三、菌种保藏方法各种微生物由于遗传特性不同，因此适合采各种微生物由于遗传特性不同，因此适合采用的保藏方法也不一样。一种良好的有效保用的保藏方法也不一样。一种良好的有效保藏方法，首先应能保持原菌种的优良性状长藏方法，首先应能保持原菌种的优良性状长期不变，同时还须考虑方法的通用性、操作期不变，同时还须考虑方法的通用性、操作的简便性和设备的普及性。的简便性和设备的普及性。61现在学习的是第61页，共71页 斜面低温保藏法斜面低温保藏法 石蜡油封藏法石蜡油封藏法 砂土管保藏法砂土管保藏法 麸皮保藏法麸皮保藏法 甘油悬液保藏法甘油悬液保藏法 冷冻真空干燥保藏法冷冻真空干

37、燥保藏法 液氮超低温保藏法液氮超低温保藏法 宿主保藏法宿主保藏法62现在学习的是第62页，共71页（一）斜面低温保藏法常用保藏法（一）斜面低温保藏法常用保藏法 将菌种接种在适宜的斜面培养基上，待菌种生长完全后，置于将菌种接种在适宜的斜面培养基上，待菌种生长完全后，置于44左左右的冰箱中保藏，每隔一定时间（保藏期）再转接至新的斜面右的冰箱中保藏，每隔一定时间（保藏期）再转接至新的斜面培养基上，生长后继续保藏，如此连续不断。培养基上，生长后继续保藏，如此连续不断。此法广泛适用于各大类微生物菌种的短期保藏此法广泛适用于各大类微生物菌种的短期保藏;此法的主要保藏措施是低温。一般可保存此法的主要保藏措施

38、是低温。一般可保存1 16 6个月左右。个月左右。优点是简便易行，容易推广，存活率高；缺点是菌株仍有一定程度的代优点是简便易行，容易推广，存活率高；缺点是菌株仍有一定程度的代谢活动能力，保藏期短，传代次数多，菌种较容易发生变异和被污染。谢活动能力，保藏期短，传代次数多，菌种较容易发生变异和被污染。63现在学习的是第63页，共71页（二）石蜡油封藏法（二）石蜡油封藏法 是在无菌条件下，将灭过菌并已蒸发掉水分的液体石蜡是在无菌条件下，将灭过菌并已蒸发掉水分的液体石蜡倒入培养成熟的菌种斜面（或半固体穿刺培养物）倒入培养成熟的菌种斜面（或半固体穿刺培养物）上，上，石蜡油层高出斜面顶端石蜡油层高出斜面顶

39、端1cm1cm，使培养物与空气隔绝，加，使培养物与空气隔绝，加胶塞并用固体石蜡封口后，垂直放在室温或胶塞并用固体石蜡封口后，垂直放在室温或44冰箱冰箱内保藏。内保藏。此法广泛适用于各大类微生物菌种的中期保藏不适用于保藏某些能此法广泛适用于各大类微生物菌种的中期保藏不适用于保藏某些能分解烃类的菌种。分解烃类的菌种。此法的主要保藏措施是低温、阻氧。一般可保存此法的主要保藏措施是低温、阻氧。一般可保存1 12 2年左右。年左右。64现在学习的是第64页，共71页（三）砂土管保藏法（三）砂土管保藏法一种常用的长期保藏菌种的方法，适用于产孢子的微生物及形成芽孢的细一种常用的长期保藏菌种的方法，适用于产孢

40、子的微生物及形成芽孢的细菌，对于一些对干燥敏感的细菌及酵母则不适用。菌，对于一些对干燥敏感的细菌及酵母则不适用。砂土管法兼具低温、干燥、隔氧和无营养物等诸条件，故保藏期较长、效果较好，砂土管法兼具低温、干燥、隔氧和无营养物等诸条件，故保藏期较长、效果较好，且微生物移接方便，经济简便。它的保藏期约且微生物移接方便，经济简便。它的保藏期约110年。年。该法是将砂与土分别洗净、烘干、过筛，按一定比例分装于该法是将砂与土分别洗净、烘干、过筛，按一定比例分装于小试管中，砂土的高度约小试管中，砂土的高度约1cm1cm，121121蒸汽灭菌蒸汽灭菌1 11.5h1.5h，间歇灭，间歇灭菌菌3 3次。次。50

41、50烘干后经检查无误后备用。将待保藏的菌株制成菌悬液或烘干后经检查无误后备用。将待保藏的菌株制成菌悬液或孢子悬液滴入砂土管中，放线菌和霉菌也可直接刮下孢子与载体混匀，孢子悬液滴入砂土管中，放线菌和霉菌也可直接刮下孢子与载体混匀，而后置于干燥器中抽真空约而后置于干燥器中抽真空约2 24h4h，用火焰熔封管口，用火焰熔封管口(或用石蜡封口或用石蜡封口)，置于干燥器中，在室温或置于干燥器中，在室温或44冰箱内保藏。冰箱内保藏。65现在学习的是第65页，共71页（四）麸皮保藏法（四）麸皮保藏法 又称曲法保藏。即以麸皮作载体，吸附接入的孢子，然后在低温干燥又称曲法保藏。即以麸皮作载体，吸附接入的孢子，然

42、后在低温干燥条件下保存。其制作方法是，将麸皮与水以一定的比例拌匀，装量条件下保存。其制作方法是，将麸皮与水以一定的比例拌匀，装量为试管体积为试管体积2/52/5，湿热灭菌后经冷却，接入新鲜培养的菌种，适，湿热灭菌后经冷却，接入新鲜培养的菌种，适温培养至孢子长成。将试管置于盛有氯化钙等干燥剂的干燥器温培养至孢子长成。将试管置于盛有氯化钙等干燥剂的干燥器中，于室温下干燥数日后移入低温下保藏；干燥后也可将试管中，于室温下干燥数日后移入低温下保藏；干燥后也可将试管用火焰熔用火焰熔 封，再保藏，则效果更好。封，再保藏，则效果更好。此法适用于产孢子的霉菌和某些放线菌，保藏期在此法适用于产孢子的霉菌和某些放

43、线菌，保藏期在1 1年以上。因操作年以上。因操作简单、经济实惠，工厂较多采用。简单、经济实惠，工厂较多采用。66现在学习的是第66页，共71页（五）甘油悬液保藏法（五）甘油悬液保藏法此法是将菌种悬浮在甘油蒸馏水中，置于低温下保藏，本此法是将菌种悬浮在甘油蒸馏水中，置于低温下保藏，本法较简便，但需置备低温冰箱。保藏温度若采用法较简便，但需置备低温冰箱。保藏温度若采用2020，保藏期约为，保藏期约为0.50.51 1年，而采用年，而采用7070，保藏期可达，保藏期可达1010年。年。将拟保藏菌种对数期的培养液直接与经将拟保藏菌种对数期的培养液直接与经121121蒸汽灭菌蒸汽灭菌20min20min

44、的甘油混合，并使甘的甘油混合，并使甘油的终浓度在油的终浓度在10101515，再分装于小离心管中，置低温冰箱中保藏。，再分装于小离心管中，置低温冰箱中保藏。基因工程菌常采用本法保藏。基因工程菌常采用本法保藏。67现在学习的是第67页，共71页（六）冷冻真空干燥保藏法（六）冷冻真空干燥保藏法又称冷冻干燥保藏法，简称冻干法。它通常是用保又称冷冻干燥保藏法，简称冻干法。它通常是用保护剂制备拟保藏菌种的细胞悬液或孢子悬液于安瓿护剂制备拟保藏菌种的细胞悬液或孢子悬液于安瓿管中，再在低温下快速将含菌样冻结，并减压抽真管中，再在低温下快速将含菌样冻结，并减压抽真空，使水升华将样品脱水干燥，形成完全干燥的固空

45、，使水升华将样品脱水干燥，形成完全干燥的固体菌块。并在真空条件下立即熔封，造成无氧真空体菌块。并在真空条件下立即熔封，造成无氧真空环境，最后置于低温下，使微生物处于休眠状态，环境，最后置于低温下，使微生物处于休眠状态，而得以长期保藏。而得以长期保藏。此法适用于各大类微生物。此法适用于各大类微生物。此法的主要保藏措施是低温、干燥、缺氧、有保护剂，保藏期一般长此法的主要保藏措施是低温、干燥、缺氧、有保护剂，保藏期一般长 达达5 515 15年，存活率高，年，存活率高，变异率低，是目前被广泛采用的一种较理想的保藏方法。变异率低，是目前被广泛采用的一种较理想的保藏方法。该法操作比较烦琐，技术要求较高，

46、且需要冻干机等设备。该法操作比较烦琐，技术要求较高，且需要冻干机等设备。68现在学习的是第68页，共71页（七）液氮超低温保藏法（七）液氮超低温保藏法简称液氮保藏法或液氮法。它是以甘油、二甲基亚砜等作为简称液氮保藏法或液氮法。它是以甘油、二甲基亚砜等作为保护剂，在液氮超低温（保护剂，在液氮超低温（196196）下保藏的方法。其主要原）下保藏的方法。其主要原理是菌种细胞从常温过渡到低温，并在降到低温之前，使细胞理是菌种细胞从常温过渡到低温，并在降到低温之前，使细胞内的自由水通过细胞膜外渗出来，以免膜内因自由水凝结成冰内的自由水通过细胞膜外渗出来，以免膜内因自由水凝结成冰晶而使细胞损伤。晶而使细胞

47、损伤。此法适用于各种微生物菌种的保藏。此法适用于各种微生物菌种的保藏。此法的主要保藏措施是超低温、有保护剂，保藏期一般可达到此法的主要保藏措施是超低温、有保护剂，保藏期一般可达到1515年以上，是目年以上，是目前公认的最有效的菌种长期保藏技术之一。前公认的最有效的菌种长期保藏技术之一。此法的优点是操作简便、高效，且可使用各种培养形式的微生物进行保藏。其缺点是此法的优点是操作简便、高效，且可使用各种培养形式的微生物进行保藏。其缺点是需购置超低温液氮设备，且液氮消耗较多，操作费用较高。需购置超低温液氮设备，且液氮消耗较多，操作费用较高。69现在学习的是第69页，共71页在上述的菌种保藏方法中，以在上述的菌种保藏方法中，以斜面低温保藏法、石蜡油斜面低温保藏法、石蜡油封藏法、宿主保藏法封藏法、宿主保藏法最为简最为简 便；便；砂土管保藏法、麸皮砂土管保藏法、麸皮保藏法保藏法和和甘油悬液保藏法甘油悬液保藏法次之；以次之；以冷冻真空干燥保藏冷冻真空干燥保藏法法和和液氮超低温保藏法液氮超低温保藏法最为复杂，但其保藏效果最好。最为复杂，但其保藏效果最好。应用时，可根据实际需要选用。应用时，可根据实际需要选用。70现在学习的是第70页，共71页71现在学习的是第71页，共71页