工业微生物育种复习资料

第一章绪论

一、微生物遗传育种

对野生型菌株或低产菌株进行遗传操作和分离筛选，从大量突变体中筛选出性状优良的菌株，并对其发酵条件加以优化，得到适合发酵工业生产的优良菌种（产量、质量、新产物）。

二、微生物遗传育种的具体目标:

1、提高产量 生产效率和生产效益总是排在一切商业发酵首位的目标

2、提高产物的纯度，减少副如色素； 提高有效产物组分

3、改变菌种形状，改善发酵过程，如改变和扩大菌种的原料结构；改善菌种生长速率；提高斜面孢子化程度；降低需氧量和能耗；耐不良环境；耐目的产物；改变细胞透性，提高产物分泌

4、遗传性状特别是生产性状稳定

5、改变生物合成途径，获得新产物

三、优良发酵菌株应具备哪些特性

1、遗传稳定

2、易于培养：营养谱广、培养条件易达到

3、易于保存（如孢子丰富或产生休眠体）

4、种子生长旺盛

5、发酵周期短，产量高，产物单一

6、产物易于分离纯化

第二章微生物遗传学基础

一、名词解释：

基因：遗传信息的基本单位。一般指位于染色体上编码一个特定功能产物（如蛋白质或RNA分子等）的一段核苷酸序列。

转化：受体细胞直接吸收了来自供外源DNA片断，并把它整合到自己的基因组中，细胞部分遗传性状发生变化的现象叫转化。

转导：外源遗传物质通过噬菌体的携带进入受体细胞，并与受体染色体发生基因重组 接合：供体菌通过性菌毛传递不同长度的单链DNA给受体菌，在后者细胞中发生交换、

整合，从而使后者获得新的遗传性状的现象。

菌种衰退：菌种在培养或保藏过程中，由于自发突变的存在，出现某些原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象，称为菌种的衰退。

二、 突变型的种类： 形态突变型、生化突变型、条件致死突变型、致死突变型、抗性突变型。

三、 试质粒的性质及其在基因工程中的应用

性质：自我复制、拷贝数高、不相容性、转移性。

第四章工业微生物诱变育种

一、 物理诱变剂基本作用过程

物理过程：能量吸收和传递 物理化学作用：分子激发

化学过程：DNA断裂、碱基异构、碱基化学共价交联、碱基脱氨基等

生物学过程：经过DNA修复、复制、细胞分裂、代谢，产生死亡、基因突变、 染色体畸变、染色体倍性变化等，使细胞死亡或形成各种突变体

二、紫外线的诱变机制

1、造成NDA断裂、与蛋白质交联、形成胸腺嘧啶二聚体

2、形成胸腺嘧啶二聚体是UV 引起突变的主要原因。形成于单链相邻TT间、或双链间

3、单链上出现TT二聚体，复制可能在此停止，或超越这一点继续复制，使子代DNA形成缺口，碱基错误插入该缺口，造成突变

4、双链间出现TT二聚体造成复制无法进行

三、 DNA中TT二聚体的修复方法

1、光复活：90％，可见光，在黑暗下TT与一种光激活酶结合成较稳定的复合物，但在可见光下这种酶吸收光能而解离，二聚体重新分解 ！！！紫外诱变时照射和分离均应在黑暗或红光下进行

1、切补修复：4种酶参与，识别、内切、外切、延伸、连接。 紫外诱变照射后在冰浴中处理1～2 h,以钝化修复酶

四、诱变剂低剂量处理与高剂量处理的选用原则

1、用照射时间或致死率来表示相对剂量

2、一般认为，对于初次进行诱变处理的菌株，采用致死率为90％～99.9%的高剂量处理，而对于已经受过诱变处理的菌株，采用致死率为70％～80%的较低剂量处理为好，或者交替进行

3、一般采用30W或15W紫外灯，30cm 照射一定时间

4、不同细胞敏感性不同，需要确定照射时间与致死率的关系

五、紫外线诱变的基本步骤

1 、出发菌株的准备 2、前培养(预培养） 3、 菌悬液制备 4、 照射 5、冰浴处理 6、后培养 7、稀释涂布分离

六、 主要新型物理诱变剂

离子注入、激 光、微 波

七、化学诱变剂特点

1、化学诱变剂是一类对DNA起作用并引起遗传变异的化学物质，如碱基类似物、烷化剂、移码突变剂等。

2、化学突变剂往往具有专一性，对基因的某部位起作用；突变多为基因突变，主要为碱基的改变，且以转换为多。见p42表4.2

3、绝大对数具有毒性，90％以上是致癌物质或极毒药品，使用时要格外小心，不能直接口吸，避免与皮肤接触；所有物品需要做无公害处理，防止环境污染；未生育者不宜操作

八、 碱基类似物诱变的原理P42

九、 5-BU的诱变机制,图示和文字说明P43

原理：酮式5-BU相当于T,与A配对，而烯醇式5-BU相当与C,与G配对。

十、 烷化剂及其作用机制 P45

十一、 常见烷化剂 NTG、NMU、EMS、DES 、DMS等等

十二、移码突变剂及其诱变机制,图示和文字说明

移码突变剂：分子扁平，可嵌入碱基之间；主要为丫啶类荧光染料，主要有丫啶橙、丫啶黄、原黄素、溴化乙啶（EB)等

机制：嵌入双链碱基间使链拉长，两碱基间距离加宽，在DNA复制时造碱基插入或

缺失，使突变碱基后的三连体密码后移或前移，形成突变－移码突变。

十三、名词解释：

微生物诱变育种：以人工手段诱发微生物基因突变，改变遗传结构和功能，通过筛选，从多种多样的变异体中筛选出产量高、性状优良的突变株，并且找出发挥这个突变株最佳培养基和培养条件，使其在最适的环境条件下合成有效产物。

基本培养基：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基，称为基本培养基。 完全培养基：凡可满足一切营养缺陷型菌株营养需要的天然或者半天然培养基，称为完全培养基。

补充培养基：凡是只能满足相应的营养缺陷型生长需要的组合培养基，称为补充培养基。

营养缺陷型菌株：野生型菌株经过人工诱变或自然变异失去合成某种必需营养（氨基酸、维生素、核苷酸等）的能力，只有在基本培养中补充所缺乏的营养因子才能生长繁殖，成为营养缺陷型

温度敏感突变株：仅在某个温度范围内明显有与野生型不同表型的突变型。 十四、微生物诱变育种主要阶段

菌种的基因改变；菌种筛选，确认并分离出具有目的基因型或表型的变异株；产量评估。

十五、 诱变前的主要准备工作

对出发菌株菌落形态的了解；了解影响菌种生长发育的主要因素。

十六、诱变育种的主要步骤

出发菌株的选择和纯化；单细胞悬液的制备；诱变剂和诱变剂量的选择；诱变处理；分离纯化；筛选；培养基及培养条件优化

十七、最适剂量的选择原则

1、诱变的最适剂量是使所希望得到的突变株在存活群体中占有最大的比例

2、根据经验，在高产菌株选育中，正突变的最适剂量采用最高形态突变剂量的1/3

3、剂量的大小常以致死率和变异率来表示

4、经长期诱变后的高产菌株，以采用低剂量处理为妥

5、对诱变史短的菌株，多采用高剂量处理，然后逐渐使用较温和的突变剂和较低的处理剂量

十八、突变株筛选方法和原则

方法：随机筛选；平板菌落筛选。

原则：让诱变后的 微生物群体相继通过一系列的筛选，每级只选取一定百分数的变异株，使被筛选的菌株逐步浓缩。

十九、自身产物耐受筛选法

在培养基中加入超过现有生产力水平的自身产物（抗生素)

二十、琼脂块法筛选方法的原理和步骤

1、分离培养

2、琼脂块制备

3、琼脂块培养

4、琼脂块活性测定：抗生 …… 此处隐藏：2612字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……