最新微生物的遗传变异与菌种选育30PPT课件.ppt

《最新微生物的遗传变异与菌种选育30PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新微生物的遗传变异与菌种选育30PPT课件.ppt（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、微生物的遗传变异与菌种选育30本章主要内容本章主要内容本章主要内容本章主要内容微生物遗传变异的基本原理微生物遗传变异的基本原理微生物遗传变异的基本原理微生物遗传变异的基本原理 关于微生物遗传变异的物质基础及其存在形式。关于微生物遗传变异的物质基础及其存在形式。关于微生物遗传变异的物质基础及其存在形式。关于微生物遗传变异的物质基础及其存在形式。关于微生物基因突变的基本原理（类型、特点和机制）。关于微生物基因突变的基本原理（类型、特点和机制）。关于微生物基因突变的基本原理（类型、特点和机制）。关于微生物基因突变的基本原理（类型、特点和机制）。关于微生物基因重组的基本原理（方式和特点）。关于微生物基

2、因重组的基本原理（方式和特点）。关于微生物基因重组的基本原理（方式和特点）。关于微生物基因重组的基本原理（方式和特点）。微生物菌种的选育微生物菌种的选育微生物菌种的选育微生物菌种的选育 关于野生型微生物菌菌株分离、筛选与纯化。关于野生型微生物菌菌株分离、筛选与纯化。关于野生型微生物菌菌株分离、筛选与纯化。关于野生型微生物菌菌株分离、筛选与纯化。关于微生物的诱变育种的工作程序和方法步骤。关于微生物的诱变育种的工作程序和方法步骤。关于微生物的诱变育种的工作程序和方法步骤。关于微生物的诱变育种的工作程序和方法步骤。关于营养缺陷型突变菌株的筛选方法和具体应用。关于营养缺陷型突变菌株的筛选方法和具体应用

3、。关于营养缺陷型突变菌株的筛选方法和具体应用。关于营养缺陷型突变菌株的筛选方法和具体应用。原生质体融合育种技术的操作程序。原生质体融合育种技术的操作程序。原生质体融合育种技术的操作程序。原生质体融合育种技术的操作程序。基因工程育种技术的操作步骤和取得的成就。基因工程育种技术的操作步骤和取得的成就。基因工程育种技术的操作步骤和取得的成就。基因工程育种技术的操作步骤和取得的成就。微微微微生生生生物物物物菌菌菌菌种种种种退退退退化化化化的的的的原原原原因因因因；掌掌掌掌握握握握菌菌菌菌种种种种复复复复壮壮壮壮的的的的方方方方法法法法、防防防防止止止止菌菌菌菌种种种种退退退退化化化化的措施以及菌种保藏

4、的方式和原理。的措施以及菌种保藏的方式和原理。的措施以及菌种保藏的方式和原理。的措施以及菌种保藏的方式和原理。碱基对的置换碱基对的置换碱基对的置换碱基对的置换w w碱碱碱碱基基基基对对对对的的的的置置置置换换换换可可可可分分分分成成成成两两两两个个个个亚亚亚亚类类类类：一一一一类类类类是是是是DNADNA链链链链上上上上的的的的一一一一个个个个嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤被被被被另另另另一一一一个个个个嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤或或或或是是是是一一一一个个个个嘧嘧嘧嘧啶啶啶啶被被被被另另另另一一一一个个个个嘧嘧嘧嘧啶啶啶啶所所所所置置置置换换换换，称称称称为为为为转转转转换换换换；另另另另一一一一类类类类是是是是D

5、NADNA链链链链上上上上的的的的一一一一个个个个嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤被被被被另另另另一一一一个个个个嘧嘧嘧嘧啶或是一个嘧啶被另一个嘌呤所置换，称为颠换啶或是一个嘧啶被另一个嘌呤所置换，称为颠换啶或是一个嘧啶被另一个嘌呤所置换，称为颠换啶或是一个嘧啶被另一个嘌呤所置换，称为颠换 wA A：TTTT：AAATATw w w ww w C C：GGGG：CCCGCGw双链DNA单链DNAw w（实线代表转换，虚线代表颠换）（实线代表转换，虚线代表颠换）（实线代表转换，虚线代表颠换）（实线代表转换，虚线代表颠换）直接引起置换的诱变剂直接引起置换的诱变剂直接引起置换的诱变剂直接引起置换的诱变剂 w w 亚

6、硝酸是一种对含有氨基的碱基对亚硝酸是一种对含有氨基的碱基对亚硝酸是一种对含有氨基的碱基对亚硝酸是一种对含有氨基的碱基对直接作用而诱发碱基对转换的诱变剂。直接作用而诱发碱基对转换的诱变剂。直接作用而诱发碱基对转换的诱变剂。直接作用而诱发碱基对转换的诱变剂。它能使碱基中的氨基氧化脱氨，从而它能使碱基中的氨基氧化脱氨，从而它能使碱基中的氨基氧化脱氨，从而它能使碱基中的氨基氧化脱氨，从而使腺嘌呤（使腺嘌呤（使腺嘌呤（使腺嘌呤（A A A A）变成次黄膘呤（）变成次黄膘呤（）变成次黄膘呤（）变成次黄膘呤（H H H H），），），），胞嘧啶（胞嘧啶（胞嘧啶（胞嘧啶（C C C C）变成尿嘧啶（）变成尿嘧

7、啶（）变成尿嘧啶（）变成尿嘧啶（U U U U），），），），w w 而后由于而后由于而后由于而后由于H H H H 和和和和C C C C 配对，配对，配对，配对，U U U U 与与与与A A A A 配对，配对，配对，配对，因此当因此当因此当因此当DNA DNA DNA DNA 再次复制时，再次复制时，再次复制时，再次复制时，A:T A:T A:T A:T 就转换就转换就转换就转换为为为为 G:C G:C G:C G:C，而，而，而，而G:C G:C G:C G:C 就转换为就转换为就转换为就转换为 A:T A:T A:T A:T。H:CH:C H:CH:C-G:C-G:C-G:C-G:

8、C H:CH:CG:CG:CG:CG:C A:T H:T-A:T A:T H:T-A:T A:T H:T-A:T A:T H:T-A:T亚硝酸类引起的碱基对置换亚硝酸类引起的碱基对置换亚硝酸类引起的碱基对置换亚硝酸类引起的碱基对置换O:AO:AT:AT:A（颠换）（颠换）（颠换）（颠换）O:CO:CG:CG:C（复原）（复原）（复原）（复原）G:CRG:CO:CG:CRG:CO:C O:TO:TA:TA:T（转换）（转换）（转换）（转换）O:GO:GC:GC:G（颠换）（颠换）（颠换）（颠换）烷烷烷烷化化化化剂剂剂剂是是是是诱诱诱诱变变变变育育育育种种种种极极极极其其其其重重重重要要要要的的的

9、的一一一一类类类类诱诱诱诱变变变变剂剂剂剂，它它它它们们们们的的的的化化化化学学学学结结结结构构构构都都都都带带带带有有有有一一一一个个个个或或或或多多多多个个个个活活活活性性性性烷烷烷烷基基基基。所所所所有有有有这这这这些些些些物物物物质质质质通通通通过过过过烷烷烷烷化化化化磷磷磷磷酸酸酸酸基基基基形形形形成成成成烷烷烷烷化化化化嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤和和和和烷烷烷烷化嘧啶与化嘧啶与化嘧啶与化嘧啶与DNADNA作用，特别是经常形成烷化鸟嘌呤。作用，特别是经常形成烷化鸟嘌呤。作用，特别是经常形成烷化鸟嘌呤。作用，特别是经常形成烷化鸟嘌呤。烷烷烷烷化化化化作作作作用用用用导导导导致致致致基基基基因因因

10、因突突突突变变变变的的的的机机机机制制制制尚尚尚尚未未未未定定定定论论论论。碱碱碱碱基基基基类类类类似似似似物物物物作作作作用用用用，引引引引起起起起碱碱碱碱基基基基配配配配对对对对的的的的错错错错误误误误。烷烷烷烷基基基基在在在在鸟鸟鸟鸟嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤 引引引引起起起起脱脱脱脱嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤作作作作用用用用，使使使使鸟鸟鸟鸟嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤从从从从DNADNA链上脱落下来，进而引起链上脱落下来，进而引起链上脱落下来，进而引起链上脱落下来，进而引起DNADNA复制时碱基对的缺失和置换。复制时碱基对的缺失和置换。复制时碱基对的缺失和置换。复制时碱基对的缺失和置换。间接引起置换的诱变剂间接引起

11、置换的诱变剂间接引起置换的诱变剂间接引起置换的诱变剂 A A:BU/G:BrU:BU/G:BrU:BU/G:BrU:BU/G:BrU G:BrUG:BrUG:BrUG:BrU-G:C-G:C-G:C-G:C 5 5-BUBU A:T-A:T-A:T-A:T-A:BU-A:T A:BU-A:T A:BU-A:T A:BU-A:T(a)(a)GG:BrU/A:BU:BrU/A:BU:BrU/A:BU:BrU/A:BUA:BU-A:TA:BU-A:TA:BU-A:TA:BU-A:T5 5-BrUBrU G:C-G:BrU-G:CG:C-G:BrU-G:CG:C-G:BrU-G:CG:C-G:BrU-

12、G:C(b)(b)5 5-溴尿嘧啶的诱变效应溴尿嘧啶的诱变效应溴尿嘧啶的诱变效应溴尿嘧啶的诱变效应 a.5a.5-BUBU以酮式掺入；以酮式掺入；以酮式掺入；以酮式掺入；b.5b.5-BrUBrU以烯醇式掺入以烯醇式掺入以烯醇式掺入以烯醇式掺入 5 5-氨基尿嘧啶（氨基尿嘧啶（氨基尿嘧啶（氨基尿嘧啶（5 5-AUAU）、）、）、）、8 8-氮鸟嘌氮鸟嘌氮鸟嘌氮鸟嘌呤（呤（呤（呤（8 8-NGNG）、）、）、）、-氨基嘌呤（氨基嘌呤（氨基嘌呤（氨基嘌呤（-APAP）及）及）及）及 6 6-氮嘌呤（氮嘌呤（氮嘌呤（氮嘌呤（6 6-NPNP）等。它们）等。它们）等。它们）等。它们的作用是通过活细胞的

13、代谢活动掺入的作用是通过活细胞的代谢活动掺入的作用是通过活细胞的代谢活动掺入的作用是通过活细胞的代谢活动掺入到到到到DNADNA分子中后，引起碱基对的置换，分子中后，引起碱基对的置换，分子中后，引起碱基对的置换，分子中后，引起碱基对的置换，因此是间接的。在这些碱基类似物中，因此是间接的。在这些碱基类似物中，因此是间接的。在这些碱基类似物中，因此是间接的。在这些碱基类似物中，最常被应用的是最常被应用的是最常被应用的是最常被应用的是 5 5-溴尿嘧啶（溴尿嘧啶（溴尿嘧啶（溴尿嘧啶（5 5-BrUBrU）和）和）和）和-氨基嘌呤（氨基嘌呤（氨基嘌呤（氨基嘌呤（-APAP）。）。）。）。55-BrUB

14、rU是是是是TT的代谢类似物。的代谢类似物。的代谢类似物。的代谢类似物。5 5-BrUBrU以酮式状态时可以替代以酮式状态时可以替代以酮式状态时可以替代以酮式状态时可以替代 T T T T，与，与，与，与A A A A配对；配对；配对；配对；5 5-BrUBrU以烯醇式状态时替代以烯醇式状态时替代以烯醇式状态时替代以烯醇式状态时替代C C C C与与与与G G G G配对；配对；配对；配对；5 5BrUBrU可以通过烯醇式和酮式结构可以通过烯醇式和酮式结构可以通过烯醇式和酮式结构可以通过烯醇式和酮式结构的变化；的变化；的变化；的变化；引起碱基对置换引起碱基对置换引起碱基对置换引起碱基对置换。移

15、码突变移码突变移码突变移码突变w w移移移移码码码码突突突突变变变变 这这这这是是是是指指指指由由由由一一一一种种种种诱诱诱诱变变变变剂剂剂剂而而而而引引引引起起起起DNADNA分分分分子子子子中中中中的的的的一一一一个个个个或或或或少少少少数数数数几几几几个个个个碱碱碱碱基基基基插插插插入入入入或或或或缺缺缺缺失失失失，从从从从而而而而使使使使该该该该部部部部位位位位后后后后面面面面全全全全部部部部遗遗遗遗传传传传密密密密码发生转录错误的一类突变。码发生转录错误的一类突变。码发生转录错误的一类突变。码发生转录错误的一类突变。w w吖吖吖吖啶啶啶啶类类类类染染染染料料料料及及及及其其其其化化化

16、化合合合合物物物物是是是是移移移移码码码码突突突突变变变变的的的的有有有有效效效效诱诱诱诱变变变变剂剂剂剂，例例例例如如如如三三三三氨氨氨氨基基基基吖吖吖吖啶啶啶啶，吖吖吖吖啶啶啶啶黄黄黄黄，吖啶橙，吖啶橙，吖啶橙，吖啶橙，5 5-氨基吖啶。氨基吖啶。氨基吖啶。氨基吖啶。w w 吖吖吖吖啶啶啶啶类类类类化化化化合合合合物物物物的的的的诱诱诱诱变变变变机机机机制制制制目目目目前前前前还还还还不不不不很很很很清清清清楚楚楚楚。现现现现普普普普遍遍遍遍认认认认为为为为，由由由由于于于于吖吖吖吖啶啶啶啶类类类类化化化化合合合合物物物物是是是是一一一一种种种种平平平平面面面面型型型型三三三三环环环环分分

17、分分子子子子结结结结构构构构，与与与与一一一一个个个个嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤:嘧嘧嘧嘧啶啶啶啶碱碱碱碱基基基基对对对对相相相相似似似似，因因因因此此此此能能能能够够够够嵌嵌嵌嵌入入入入两两两两个个个个相相相相邻邻邻邻的的的的DNADNA碱碱碱碱基基基基对对对对之之之之间间间间，造造造造成成成成双双双双螺螺螺螺旋旋旋旋的的的的部部部部分分分分解解解解开开开开，从从从从而而而而在在在在DNADNA复复复复制制制制过过过过程程程程中中中中，会会会会使使使使链链链链上上上上插插插插入入入入或或或或缺缺缺缺失失失失一一一一个个个个碱碱碱碱基基基基，结结结结果果果果引引引引起起起起移码突变。移码突变。移码突变。

18、移码突变。染色体畸变染色体畸变w染染色色体体畸畸变变是是指指由由诱诱变变剂剂引引起起DNA分分子子的的大大损损伤伤，它它包包括括染染色色体体结结构构上上的的缺失、重复、易位及倒位等。缺失、重复、易位及倒位等。w紫紫外外线线、X射射线线、射射线线等等射射线线及及亚亚硝硝酸酸、烷烷化化剂剂等等均均能能引引起起染染色色体体畸畸变变，尤其是紫外线能引起尤其是紫外线能引起DNA分子多处较大的损伤。分子多处较大的损伤。w紫紫外外线线主主要要通通过过在在同同链链DNA相相邻邻的的嘧嘧啶啶间间或或在在互互补补双双链链间间形形成成以以共共价价键键结结合的胸腺嘧啶二聚体，合的胸腺嘧啶二聚体，w微生物能以多种方式去

19、修复被紫外线损作后的微生物能以多种方式去修复被紫外线损作后的 DNA，主要方式有两种：，主要方式有两种：w（1 1）光复活作用。）光复活作用。w由由于于微微生生物物中中一一般般都都存存在在着着光光复复合合作作用用，因因此此，用用紫紫外外线线照照射射菌菌液液时时都都须在红光下进行操作处理微生物，而后在暗室或用黑布包起来培养。须在红光下进行操作处理微生物，而后在暗室或用黑布包起来培养。w（2 2）暗修复作用。也称切除修复作用。暗修复作用。也称切除修复作用。wX射线和射线和 射线为电离辐射，含有很高的能量，能产生电离作用，因射线为电离辐射，含有很高的能量，能产生电离作用，因而能直接或间接地改变而能直

20、接或间接地改变DNA结构。直接的效应是碱基的化学键，脱氧核糖结构。直接的效应是碱基的化学键，脱氧核糖的化学键和糖的化学键和糖酸相连接的化学键断裂；酸相连接的化学键断裂；第三节第三节 微生物的基因重组微生物的基因重组w 基基基基因因因因重重重重组组组组又又又又称称称称为为为为遗遗遗遗传传传传重重重重组组组组，它它它它是是是是指指指指把把把把两两两两个个个个不不不不同同同同性性性性状状状状个个个个体体体体内内内内的的的的遗遗遗遗传传传传基基基基因因因因转转转转移移移移到到到到一一一一起起起起，经经经经过过过过遗遗遗遗传传传传分分分分子子子子的的的的重重重重新新新新组组组组合后，形成新遗传型个体的过

21、程。合后，形成新遗传型个体的过程。合后，形成新遗传型个体的过程。合后，形成新遗传型个体的过程。w w 重重重重组组组组是是是是分分分分子子子子水水水水平平平平上上上上的的的的概概概概念念念念，可可可可以以以以理理理理解解解解成成成成是是是是遗遗遗遗传传传传物物物物质质质质分分分分子子子子水水水水平平平平上上上上的的的的杂杂杂杂交交交交，而而而而一一一一般般般般所所所所说说说说的的的的杂杂杂杂交交交交是是是是细细细细胞胞胞胞水水水水平平平平上上上上的的的的概念。概念。概念。概念。w w 杂杂杂杂交交交交中中中中必必必必然然然然包包包包含含含含着着着着重重重重组组组组，而而而而重重重重组组组组则则

22、则则不不不不限限限限于于于于杂杂杂杂交交交交一一一一种种种种形形形形式式式式。真真真真核核核核微微微微生生生生物物物物中中中中的的的的有有有有性性性性杂杂杂杂交交交交，准准准准性性性性生生生生殖殖殖殖以以以以及及及及原原原原核核核核微微微微生生生生物物物物中中中中的的的的转转转转化化化化、转转转转导导导导、接接接接合合合合和和和和溶溶溶溶原原原原转转转转变变变变等等等等都都都都是是是是基基基基因因因因重重重重组组组组在细胞水平上的反映。在细胞水平上的反映。在细胞水平上的反映。在细胞水平上的反映。一、原核微生物的基因重组一、原核微生物的基因重组（一）转化（一）转化（一）转化（一）转化（trans

23、tormationtranstormation）受受体体菌菌直直接接吸吸收收来来自自供供体体菌菌的的DNA片片段段，通通过过交交换换组组合合把把它它整整合合到到自自己己的的基基因因组组中中，从从而而获获得得了了供供体体菌菌的的部部分分遗遗传传性性状状的的现现象象，称称为为转转化化。转转化化后后的的受受体体菌菌，称称为转化子。供体菌的为转化子。供体菌的DNA片段称为转化因子。片段称为转化因子。w只只有有处处于于感感受受态态的的细细菌菌才才能能接接受受转转化化因因子子，进进行行转转化作用。化作用。w转化过程大致是这样的：转化过程大致是这样的：w从供体菌提取出转化因子双链从供体菌提取出转化因子双链D

24、NA片段；片段；w双链双链DNA片段与感受态受体菌的细胞表面特片段与感受态受体菌的细胞表面特定位点结合；定位点结合；w在结合位点上，双链在结合位点上，双链DNA中的一条单链逐步中的一条单链逐步降解，同时另一条链逐步进入受体细胞。降解，同时另一条链逐步进入受体细胞。w 进入受体细胞的进入受体细胞的DNA单链与受体菌染色体组单链与受体菌染色体组上同源区段配对，而受体菌染色体组的相应单链上同源区段配对，而受体菌染色体组的相应单链片段被切除，并被进入受体细胞的片段被切除，并被进入受体细胞的DNA单链所取单链所取代，于是形成了杂种代，于是形成了杂种DNA区段；区段；w 受体菌染色体进行复制，其中杂种区段

25、被分受体菌染色体进行复制，其中杂种区段被分离成两个，一个恢复，一个形成一个转化子。离成两个，一个恢复，一个形成一个转化子。一、原核微生物的基因重组一、原核微生物的基因重组（二）转导（二）转导（二）转导（二）转导（transductiontransduction）w通通通通过过过过缺缺缺缺陷陷陷陷型型型型噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体或或或或温温温温和和和和型型型型噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体为为为为媒媒媒媒介介介介，将将将将供供供供体体体体细细细细菌菌菌菌细细细细胞胞胞胞中中中中DNADNA片片片片段段段段携携携携带带带带到到到到受受受受体体体体细细细细菌菌菌菌细细细细胞胞胞胞中中中中，从从从从而而而而

26、使使使使受受受受体体体体细细细细菌菌菌菌获获获获得得得得供供供供体体体体细细细细菌菌菌菌的的的的某某某某些些些些遗遗遗遗传传传传性性性性状状状状的的的的现现现现象象象象，称称称称为为为为转转转转导。导。导。导。w w 根根根根据据据据媒媒媒媒介介介介噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体的的的的不不不不同同同同，转转转转导导导导分分分分普普普普遍遍遍遍性性性性转转转转导导导导和和和和局局局局限限限限性性性性转导转导转导转导两两两两类类类类。1普遍性转导普遍性转导 由缺陷型噬菌体误包（而非整合）供体由缺陷型噬菌体误包（而非整合）供体细菌细菌DNA中的任何一部分片段（包括核外遗传物质在内）中的任何一部分片段（包

27、括核外遗传物质在内）后，当它再次感染受体细菌时，使后者获得了这部分遗传后，当它再次感染受体细菌时，使后者获得了这部分遗传性状的现象，称为普遍性转导。它的转导频率为性状的现象，称为普遍性转导。它的转导频率为 105108。2局局限限性性转转导导 由由温温和和噬噬菌菌体体侵侵染染而而形形成成的的某某一一溶溶源源细细菌菌群群被被诱诱导导裂裂解解时时，其其中中极极少少数数个个体体的的DNA可可能能与与噬噬菌菌体体DNA发发生生若若干干特特定定基基因因的的交交换换，从从而而被被整整合合到到噬噬菌菌体体的的基基因因组组上上，当当该该噬噬菌菌体体再再次次感感染染受受体体细细菌菌时时，就就使使受受体体细细菌菌

28、获获得得了了这这一一特特定定遗遗传传性性状状的的现现象象，称称为为局局限限性性转转导导，它的转导频率为它的转导频率为 10-6。一、原核微生物的基因重组一、原核微生物的基因重组（三）接合（三）接合（三）接合（三）接合（conjugationconjugation）w通过供体细菌和受体细菌完整细胞间的直接接触而传递大段通过供体细菌和受体细菌完整细胞间的直接接触而传递大段DNA的的过程，称为接合（有时也称杂交）。过程，称为接合（有时也称杂交）。w 在在细细菌中，接合菌中，接合现现象研究最清楚的是大象研究最清楚的是大肠肠杆菌。杆菌。发现发现能能够进够进行行接合接合现现象的大象的大肠肠杆菌有雄性与雌性

29、之分，而决定它杆菌有雄性与雌性之分，而决定它们们性性别别的是由是的是由是否存在否存在 F因子所决定。因子所决定。wF因子又称致育因子，是一种因子又称致育因子，是一种质质粒，分子量粒，分子量为为 5107道道尔尔顿顿；w 雌性雌性细细菌不含菌不含F因子，称因子，称为为F-菌株菌株，w 雄性雄性细细菌含有游离存在的菌含有游离存在的F因子，称因子，称为为F+菌株菌株，w 当当雄性雄性细细菌菌细细胞中所含的胞中所含的F因子被整合在因子被整合在细细胞核的胞核的DNA上，不上，不呈游离状呈游离状态态存在称存在称为为Hfr菌株菌株（高高频频重重组组菌株菌株）；w 有有时时被整合在被整合在细细胞核胞核DNA上

30、上的的F因子，从因子，从DNADNA上面脱落下来，呈上面脱落下来，呈游离存在，但在脱落游离存在，但在脱落时时，F因子有因子有时时能能带带一小段一小段细细胞核胞核 DNA。我。我们们将将这这种含有游离存在的但又种含有游离存在的但又带带有一小段有一小段细细胞核胞核DNA的的F因子的因子的细细菌菌称称为为 F菌株菌株。接合的基本过程接合的基本过程接合的基本过程接合的基本过程 滚环复制模型滚环复制模型滚环复制模型滚环复制模型接合的结果：接合的结果：接合的结果：接合的结果：F F+F+F-2F2F+FF+F+F-2F2F Hfr+FHfr+F-多种情况多种情况多种情况多种情况 Hfr+FHfr+F-Hf

31、rHfrF F-（多数情况下）（多数情况下）（多数情况下）（多数情况下）Hfr+FHfr+F-HfrHfrHfrHfr（少数情况下）（少数情况下）（少数情况下）（少数情况下）一、原核微生物的基因重组一、原核微生物的基因重组（四）溶源性转变（四）溶源性转变w w宿宿宿宿主主主主菌菌菌菌在在在在感感感感染染染染温温温温和和和和噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体后后后后，由由由由于于于于噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体DNADNADNADNA整整整整合合合合到到到到核核核核DNADNADNADNA后后后后，导导导导致宿主菌某些新的遗传性状表达，即所谓溶源性转变。致宿主菌某些新的遗传性状表达，即所谓溶源性转变。致宿主菌

32、某些新的遗传性状表达，即所谓溶源性转变。致宿主菌某些新的遗传性状表达，即所谓溶源性转变。w w这这这这是是是是一一一一种种种种与与与与转转转转导导导导相相相相似似似似但但但但又又又又有有有有本本本本质质质质不不不不同同同同的的的的现现现现象象象象。溶溶溶溶源源源源转转转转变变变变与与与与转转转转导导导导在在在在本本本本质质质质上上上上的的的的不不不不同同同同，首首首首先先先先是是是是它它它它的的的的温温温温和和和和噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体不不不不携携携携带带带带有有有有任任任任何何何何供供供供体体体体菌菌菌菌的的的的基基基基因因因因，其其其其次次次次这这这这种种种种噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体是是

33、是是正正正正常常常常的的的的完完完完整整整整的的的的，而而而而不不不不是是是是异异异异常常常常情情情情况况况况下下下下产产产产生生生生的的的的缺陷型噬菌体。缺陷型噬菌体。缺陷型噬菌体。缺陷型噬菌体。w w 溶溶溶溶 源源源源 转转转转 变变变变 的的的的 典典典典 型型型型 例例例例 子子子子 是是是是 不不不不 产产产产 毒毒毒毒 素素素素 的的的的 白白白白 喉喉喉喉 棒棒棒棒 状状状状 杆杆杆杆 菌菌菌菌（Lorynebatcerium Lorynebatcerium diphthariacdiphthariac）菌菌菌菌株株株株被被被被噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体侵侵侵侵染染染染而而而而发

34、发发发生生生生溶溶溶溶源源源源化化化化时时时时，会会会会变变变变成成成成产产产产毒毒毒毒素素素素的的的的致致致致病病病病菌菌菌菌株株株株。其其其其他他他他如如如如沙沙沙沙门门门门氏氏氏氏菌菌菌菌、红红红红霉霉霉霉菌菌菌菌、链链链链霉霉霉霉菌等也具有溶源转变的能力。菌等也具有溶源转变的能力。菌等也具有溶源转变的能力。菌等也具有溶源转变的能力。二、真核微生物的基因重组二、真核微生物的基因重组二、真核微生物的基因重组二、真核微生物的基因重组（一）有性杂交（一）有性杂交（一）有性杂交（一）有性杂交（一）有性杂交（一）有性杂交 w在在在在微微微微生生生生物物物物的的的的有有有有性性性性繁繁繁繁殖殖殖殖过

35、过过过程程程程中中中中，不不不不同同同同的的的的性性性性细细细细胞胞胞胞间间间间的的的的接接接接合合合合，并并并并随随随随之之之之发生染色体的重组，从而产生新遗传型后代的现象，称有性杂交。发生染色体的重组，从而产生新遗传型后代的现象，称有性杂交。发生染色体的重组，从而产生新遗传型后代的现象，称有性杂交。发生染色体的重组，从而产生新遗传型后代的现象，称有性杂交。w w 凡是能产生有性孢子的酵母菌和霉菌，都能进行有性杂交。凡是能产生有性孢子的酵母菌和霉菌，都能进行有性杂交。凡是能产生有性孢子的酵母菌和霉菌，都能进行有性杂交。凡是能产生有性孢子的酵母菌和霉菌，都能进行有性杂交。w w 有有有有性性性

36、性杂杂杂杂交交交交在在在在生生生生产产产产实实实实践践践践中中中中被被被被广广广广泛泛泛泛用用用用于于于于优优优优良良良良品品品品种种种种的的的的培培培培育育育育。例例例例如如如如用用用用于于于于酒酒酒酒精精精精发发发发酵酵酵酵的的的的酵酵酵酵母母母母菌菌菌菌和和和和用用用用于于于于面面面面包包包包发发发发酵酵酵酵的的的的酵酵酵酵母母母母菌菌菌菌同同同同属属属属一一一一种种种种啤啤啤啤酒酒酒酒酵酵酵酵母母母母（Saccharomyces Saccharomyces cerevisiaecerevisiae）的的的的两两两两个个个个不不不不同同同同菌菌菌菌株株株株，面面面面包包包包酵酵酵酵母母母

37、母的的的的特特特特点点点点是是是是对对对对麦麦麦麦芽芽芽芽糖糖糖糖及及及及葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖的的的的发发发发酵酵酵酵力力力力强强强强，产产产产生生生生 CO2CO2多多多多，生生生生长长长长快快快快；而而而而酒酒酒酒精精精精酵酵酵酵母母母母的的的的特特特特点点点点是是是是产产产产酒酒酒酒率率率率高高高高而而而而对对对对麦麦麦麦芽芽芽芽糖糖糖糖、葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖的的的的发发发发酵酵酵酵力力力力弱弱弱弱，所所所所以以以以酿酿酿酿酒酒酒酒厂厂厂厂生生生生产产产产酒酒酒酒精精精精后后后后的的的的酵酵酵酵母母母母，不不不不能能能能供供供供面面面面包包包包厂厂厂厂作作作作引引引引子子子子用用

38、用用。通通通通过过过过两两两两者者者者的的的的杂杂杂杂交交交交，就就就就得得得得到到到到了了了了既既既既能能能能生生生生产产产产酒酒酒酒精精精精，又又又又能能能能将将将将其其其其残残残残余余余余菌菌菌菌体体体体用用用用作作作作面面面面包包包包厂厂厂厂和和和和家家家家用用用用发发发发面面面面酵酵酵酵母母母母的优良菌种。的优良菌种。的优良菌种。的优良菌种。二、真核微生物的基因重组二、真核微生物的基因重组（二）准性生殖（二）准性生殖（二）准性生殖（二）准性生殖w准准准准性性性性生生生生殖殖殖殖是是是是一一一一种种种种类类类类似似似似于于于于有有有有性性性性生生生生殖殖殖殖但但但但比比比比它它它它更更

39、更更为为为为原原原原始始始始的的的的一一一一种种种种生生生生殖殖殖殖方方方方式式式式。是是是是由由由由两两两两个个个个非非非非异异异异配配配配型型型型核核核核的的的的细细细细胞胞胞胞接接接接合合合合后后后后，形形形形成成成成异异异异核核核核体体体体细细细细胞胞胞胞，两两两两核核核核能能能能发发发发生生生生低低低低频频频频率率率率的的的的接接接接合合合合与与与与交交交交换换换换，产产产产生生生生具具具具有有有有新新新新性性性性状状状状的的的的个个个个体体体体。其其其其主主主主要要要要过过过过程程程程包包包包括括括括以以以以下下下下基基基基本本本本过程：过程：过程：过程：w w 1 1菌菌菌菌丝丝

40、丝丝联联联联结结结结 发发发发生生生生在在在在一一一一些些些些形形形形态态态态上上上上没没没没有有有有区区区区别别别别的的的的，但但但但在在在在遗遗遗遗传传传传性性性性状状状状上上上上可可可可以以以以有差别的两个同种亲本的体细胞（单倍体）间。有差别的两个同种亲本的体细胞（单倍体）间。有差别的两个同种亲本的体细胞（单倍体）间。有差别的两个同种亲本的体细胞（单倍体）间。w w 2 2形形形形成成成成异异异异核核核核体体体体 两两两两个个个个单单单单倍倍倍倍体体体体细细细细胞胞胞胞经经经经联联联联结结结结后后后后，使使使使原原原原有有有有的的的的两两两两个个个个单单单单倍倍倍倍体体体体核核核核集中到

41、同一个细胞中，形成双相的异核体。异核体能够独立生活。集中到同一个细胞中，形成双相的异核体。异核体能够独立生活。集中到同一个细胞中，形成双相的异核体。异核体能够独立生活。集中到同一个细胞中，形成双相的异核体。异核体能够独立生活。w w 3 3核核核核融融融融合合合合 在在在在异异异异核核核核体体体体中中中中的的的的双双双双核核核核融融融融合合合合，产产产产生生生生双双双双倍倍倍倍体体体体杂杂杂杂合合合合子子子子核核核核。核核核核融融融融合合合合后后后后产产产产生生生生杂杂杂杂合合合合子子子子核核核核的的的的频频频频率率率率也也也也是是是是极极极极低低低低的的的的，如如如如构构构构巢巢巢巢曲曲曲曲

42、霉霉霉霉和和和和米米米米曲曲曲曲霉霉霉霉为为为为 1010-5-51010-7 7。w w 4 4体体体体细细细细胞胞胞胞重重重重组组组组和和和和单单单单倍倍倍倍体体体体化化化化 双双双双倍倍倍倍体体体体的的的的杂杂杂杂合合合合子子子子极极极极不不不不稳稳稳稳定定定定，在在在在进进进进行行行行有有有有丝丝丝丝分分分分裂裂裂裂过过过过程程程程中中中中，极极极极少少少少数数数数核核核核中中中中的的的的染染染染色色色色体体体体会会会会发发发发生生生生染染染染色色色色体体体体交交交交换换换换和和和和单单单单倍倍倍倍体体体体化化化化，从从从从而形成了极个别的具有新遗传性状的单倍体杂合子。而形成了极个别的

43、具有新遗传性状的单倍体杂合子。而形成了极个别的具有新遗传性状的单倍体杂合子。而形成了极个别的具有新遗传性状的单倍体杂合子。第四节第四节第四节第四节 微生物的菌种选育微生物的菌种选育微生物的菌种选育微生物的菌种选育w在在在在微微微微生生生生物物物物工工工工业业业业应应应应用用用用中中中中，微微微微生生生生物物物物菌菌菌菌种种种种工工工工作作作作主主主主要要要要包包包包括以下四方面：括以下四方面：括以下四方面：括以下四方面：w w 菌菌菌菌种种种种的的的的分分分分离离离离筛筛筛筛选选选选：挑挑挑挑选选选选符符符符合合合合生生生生产产产产要要要要求求求求的的的的菌菌菌菌种种种种，这这这这是选种工作的

44、任务。是选种工作的任务。是选种工作的任务。是选种工作的任务。w w 菌菌菌菌种种种种培培培培育育育育：改改改改良良良良已已已已有有有有菌菌菌菌种种种种的的的的生生生生产产产产性性性性能能能能，使使使使产产产产品品品品的的的的质质质质和和和和量量量量不不不不断断断断提提提提高高高高，或或或或使使使使它它它它更更更更适适适适应应应应于于于于工工工工艺艺艺艺的的的的要要要要求求求求，这这这这是是是是育育育育种工作的任务。种工作的任务。种工作的任务。种工作的任务。w w 菌菌菌菌种种种种的的的的保保保保藏藏藏藏：一一一一切切切切生生生生产产产产菌菌菌菌种种种种都都都都要要要要使使使使它它它它避避避避免

45、免免免死死死死亡亡亡亡和和和和生产性能的下降，这是菌种保藏工作的任务。生产性能的下降，这是菌种保藏工作的任务。生产性能的下降，这是菌种保藏工作的任务。生产性能的下降，这是菌种保藏工作的任务。w w 退退退退化化化化菌菌菌菌种种种种的的的的复复复复壮壮壮壮：如如如如果果果果发发发发现现现现菌菌菌菌种种种种的的的的生生生生产产产产性性性性能能能能下下下下降降降降，就要设法使它恢复，这便是菌种复壮工作的任务。就要设法使它恢复，这便是菌种复壮工作的任务。就要设法使它恢复，这便是菌种复壮工作的任务。就要设法使它恢复，这便是菌种复壮工作的任务。一、从自然界中分离筛选菌种的方法步骤一、从自然界中分离筛选菌种

46、的方法步骤采采采采 样样样样增殖培养增殖培养增殖培养增殖培养 纯纯纯纯种分离种分离种分离种分离 纯纯纯纯培养培养培养培养 生生生生产产产产性能性能性能性能测测测测定定定定 方法、地点、时间和周围环境记录方法、地点、时间和周围环境记录纯种分离的原则就是使培养物获得单个菌落：纯种分离的原则就是使培养物获得单个菌落：1稀释分离法稀释分离法 2平板划平板划线线分离法分离法 涂菌涂菌：划划线线分离分离：分步划分步划线线法法；一次划一次划线线法：法：3组织组织分离法分离法 测定代谢产物或其它目的性状测定代谢产物或其它目的性状测定代谢产物或其它目的性状测定代谢产物或其它目的性状（一）诱变育种的一般步骤和方法

47、（一）诱变育种的一般步骤和方法（一）诱变育种的一般步骤和方法（一）诱变育种的一般步骤和方法出发菌株出发菌株同步培养同步培养 使菌细胞处于相同或接近的生理状态使菌细胞处于相同或接近的生理状态单细单细胞（或胞（或单孢单孢子）菌子）菌悬悬液的制液的制备备 单细胞或单孢子的意义单细胞或单孢子的意义 酵母或霉菌孢子酵母或霉菌孢子10106 6/ml /ml、细菌、细菌10108 8/ml /ml 诱变剂诱变剂的的选择选择及其及其剂剂量的确定量的确定 以致死率为以致死率为9099 为宜为宜诱变处理诱变处理 物理诱变剂物理诱变剂 化学诱变剂化学诱变剂w w确定出发菌株确定出发菌株确定出发菌株确定出发菌株w

48、ww w菌种的纯化选优菌种的纯化选优菌种的纯化选优菌种的纯化选优w w出发菌株的性能鉴定出发菌株的性能鉴定出发菌株的性能鉴定出发菌株的性能鉴定w w同步培养同步培养同步培养同步培养w ww w制备单细胞（或单孢子）悬液制备单细胞（或单孢子）悬液制备单细胞（或单孢子）悬液制备单细胞（或单孢子）悬液w w活菌浓度测定活菌浓度测定活菌浓度测定活菌浓度测定w w诱变剂的选择与确定诱变剂量的预试验诱变剂的选择与确定诱变剂量的预试验诱变剂的选择与确定诱变剂量的预试验诱变剂的选择与确定诱变剂量的预试验w ww w诱变处理诱变处理诱变处理诱变处理w ww w平板分离平板分离平板分离平板分离w w计形态变异的菌

49、落数，计算突变率计形态变异的菌落数，计算突变率计形态变异的菌落数，计算突变率计形态变异的菌落数，计算突变率w w挑取疑似突变菌落纯培养挑取疑似突变菌落纯培养挑取疑似突变菌落纯培养挑取疑似突变菌落纯培养w ww w突变体的初步筛选突变体的初步筛选突变体的初步筛选突变体的初步筛选w w用简单快捷的方法用简单快捷的方法用简单快捷的方法用简单快捷的方法w w重复筛选重复筛选重复筛选重复筛选w w摇瓶发酵试验摇瓶发酵试验摇瓶发酵试验摇瓶发酵试验w w选选选选出出出出突突突突变变变变体体体体（根根根根据据据据情情情情况况况况进进进进行行行行生生生生产产产产试试试试验验验验或或或或重复诱变处理）重复诱变处理

50、）重复诱变处理）重复诱变处理）二、微生二、微生物的诱变物的诱变育种育种二、微生二、微生物的诱变物的诱变育种育种（二二二二）变变变变异异异异菌菌菌菌株株株株的的的的初初初初步步步步筛筛筛筛选选选选 纸片培养显色法纸片培养显色法纸片培养显色法纸片培养显色法透明圈法透明圈法透明圈法透明圈法琼脂块培养法琼脂块培养法琼脂块培养法琼脂块培养法1 1 1 1 筛选用培养基筛选用培养基筛选用培养基筛选用培养基 基基基基本本本本培培培培养养养养基基基基：凡凡凡凡是是是是能能能能满满满满足足足足某某某某种种种种野野野野生生生生型型型型菌菌菌菌株株株株营营营营养养养养要要要要求求求求的的的的最最最最低低低低成成成成