《誘變育種》PPT課件.ppt

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1、第六章誘變育種誘變育種就是以人工手段誘發(fā)微生物基因突變，改變遺傳結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而從變異體中選育出產(chǎn)量高、性狀優(yōu)的適合工業(yè)化生產(chǎn)的菌種的一項(xiàng)綜合技術(shù)。誘變育種中同時(shí)要找出發(fā)揮這個(gè)突變株優(yōu)勢(shì)的最佳培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，使其在最適的環(huán)境條件下合成有效產(chǎn)物。誘變育種誘變育種的主要用途①提高有效產(chǎn)物的產(chǎn)量；②改善菌種的特性，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量；③簡(jiǎn)化工藝條件；④開發(fā)新產(chǎn)品。誘變育種工作包括誘發(fā)突變、突變株的篩選和高產(chǎn)突變株最佳環(huán)境條件的調(diào)整。誘發(fā)突變包括出發(fā)菌株、誘變劑及其劑量的選擇、影響誘變效果的因素。突變株的篩選包括篩選條件(培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件)及選擇一個(gè)

2、簡(jiǎn)便、快速、有效的篩選方法。環(huán)境條件調(diào)整是突變株的最佳培養(yǎng)條件改變。以上是決定誘變育種成敗的三個(gè)方面，在育種開展之前，根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康木o緊圍繞三個(gè)環(huán)節(jié)制訂試驗(yàn)方案。誘變育種三階段第一節(jié)誘變育種的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備第二節(jié)誘變育種的步驟與方法第三節(jié)突變株的分離與篩選第四節(jié)營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的誘變和篩選主要內(nèi)容第一節(jié)誘變育種的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備一、誘變育種的設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備工作單細(xì)胞懸液的制備誘變劑及誘變劑量的選擇誘變處理突變體的分離與篩選優(yōu)良菌株出發(fā)菌株的選擇與純化區(qū)分不同的菌落類型霉菌、放線菌的菌落形態(tài)特征包括：菌落大小、形狀、高度、放射線多少、外觀組織結(jié)構(gòu)(粉狀、絨

3、毛狀、絮狀等)、孢子多少和色澤、可溶性色素情況等。細(xì)菌菌落形態(tài)特征包括：菌落大小、形狀、邊緣結(jié)構(gòu)、高度、顏色、光澤、粘性、表面結(jié)構(gòu)、可溶性色素等。1.對(duì)出發(fā)菌株形態(tài)的了解二、前期準(zhǔn)備工作出現(xiàn)不同菌落類型的原因①遺傳原因突變、原生質(zhì)融合、異核體②非遺傳原因培養(yǎng)基：藥品來(lái)源、規(guī)格、質(zhì)量；厚薄不均菌落稀釋度菌的不同生長(zhǎng)階段2.全面了解菌種特性及其與生產(chǎn)性能的關(guān)系通過(guò)對(duì)菌種生活史的考察，了解它們的形態(tài)、生理、生化等生物學(xué)特性以及這些特性與代謝產(chǎn)物合成的相關(guān)性。3.了解影響菌種生長(zhǎng)發(fā)育的主要原因⑴培養(yǎng)基⑵培養(yǎng)基制備技術(shù)⑶藥品和原材料的質(zhì)量⑷移種的密

4、度：宜稀不宜密⑸濕度⑹溫度4.建立一個(gè)準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、快速檢測(cè)產(chǎn)物的方法研究最佳的菌種保藏培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件6.了解菌種有效產(chǎn)物中的各種組分在代謝合成過(guò)程中與培養(yǎng)基的關(guān)系第二節(jié)誘變育種的步驟和方法誘變育種的步驟包括以下內(nèi)容：一、出發(fā)菌株的選擇與純化；二、菌懸液(單孢子或單細(xì)胞)的制備；三、誘變劑及誘變劑量的選擇；四、誘變的處理；五、篩選；六、性能測(cè)定。用于每代誘變的原始試驗(yàn)菌株稱出發(fā)菌株。出發(fā)菌株的選擇是決定誘變效果的重要環(huán)節(jié)。一、出發(fā)菌株的選擇與純化1．對(duì)出發(fā)菌株的一般要求(1)從自然界樣品中分離篩選出來(lái)的野生菌株(2)使用中的生產(chǎn)菌株(3)

5、具有某些有利性狀的菌株如生長(zhǎng)速度快、營(yíng)養(yǎng)要求低以及產(chǎn)孢子早而多的菌株；(4)已發(fā)生其他變異的菌株如失去產(chǎn)色素能力的變異株2.出發(fā)菌株的選擇⑵選擇具備一定生產(chǎn)能力或某些特性的菌株為出發(fā)菌株⑴選擇純種作為出發(fā)菌株⑶選擇出發(fā)菌株應(yīng)考慮其穩(wěn)定性⑷選擇連續(xù)誘變過(guò)的作為出發(fā)菌株①選擇在表型上有改變，并伴隨產(chǎn)量有顯著提高的菌株。②選擇具有增變基因變異的菌株作為出發(fā)菌株。⑸選擇出發(fā)菌株的其他因素如：產(chǎn)孢子較多、不產(chǎn)或少產(chǎn)色素、生活能力強(qiáng)、生長(zhǎng)速度快、周期短以及糖氮利用快、耐消泡、粘度小等性狀的菌株⑹采用多出發(fā)菌株在沒(méi)有詳細(xì)研究特定出發(fā)菌株敏感性的條件下

6、，而且又不能單純用生產(chǎn)能力高的菌株作為惟一出發(fā)菌株時(shí)，應(yīng)選擇多種遺傳類型的菌株作為出發(fā)菌株比較穩(wěn)妥，容易在較短時(shí)期內(nèi)達(dá)到育種目的。因此，誘變育種工作中，一般采用3～4個(gè)出發(fā)菌株，在逐代處理后，將產(chǎn)量高、特性好的菌株留作繼續(xù)誘變的出發(fā)菌株。⑺根據(jù)菌種代謝特點(diǎn)確定出發(fā)菌株了解菌種代謝特點(diǎn)有助于選擇有效的出發(fā)菌株。如：有人曾研究過(guò)肌苷酸產(chǎn)生菌的代謝特性，發(fā)現(xiàn)肌苷酸的生物合成過(guò)程與肌苷、肌苷酸降解酶及核苷酸、磷酸化酶的活性有關(guān)，如果從產(chǎn)生肌苷酸野生型的枯草桿菌中篩選到降解酶活性低而磷酸化酶活性強(qiáng)的作為誘變出發(fā)菌株，一般都能得到良好的誘變效果。3.

7、出發(fā)菌株的純化微生物菌種選育之前的出發(fā)菌株和新變種獲得之后，都要進(jìn)行分離，使菌種純化。在誘變育種中，所處理的細(xì)胞必須是單細(xì)胞的均勻懸液狀態(tài)。原因：①分散狀態(tài)的單細(xì)胞可以均勻地接觸誘變劑，②可避免長(zhǎng)出不純菌落。菌懸液由出發(fā)菌株的孢子或菌體細(xì)胞用生理鹽水或緩沖液制備而成，其質(zhì)量將直接影響誘變效果。二、菌懸液(單孢子或單細(xì)胞懸液)的制備菌懸液制備的要求：1.供試菌株的孢子或菌體要年輕、健壯供試細(xì)胞要新培養(yǎng)的，細(xì)胞生理活性方面既要同步，又要處在最旺盛的對(duì)數(shù)期，孢子應(yīng)成熟而新鮮。2.培養(yǎng)條件和培養(yǎng)基都要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定3.制備菌懸液時(shí)要采用分散法，力求

8、90％以上為單細(xì)胞或單孢子。4、菌懸液濃度：細(xì)菌、放線菌：108個(gè)/mL;真菌孢子及酵母菌：106個(gè)/mL。菌懸液制備方法⑴細(xì)菌前培養(yǎng)及誘變菌懸液制備同步化預(yù)培養(yǎng)經(jīng)20-24h培養(yǎng)的斜面移接到