生物工艺学第二章工业微生物菌种选育制备与保藏分析.ppt

第在地苦末有下 目　　录 第一章　绪论 第二章　工业微生物菌种选育、制备与保藏 第三章　工业培养基及其设计 第四章　生物工艺过程中的无菌技术 第五章　生物反应动力学 第六章 发酵过程原理 第七章 生物反应器及生物工艺过程的放大 第八章 生物反应过程参数检测与控制 第九章 生物产品分离及纯化技术 第十章 生物产品工艺学及应用 第二章工业微生物菌种选育、制备与保藏 2.1 工业生产常用微生物菌种及特性 2.1.1细菌 2.1.2放线菌 2.1.3酵母菌 2.1.4霉菌 2.2 工业微生物菌种选育 2.2.1自然育种 2.2.2诱变育种 2.2.3杂交育种 2.2.4基因工程育种 2.3工业微生物菌种制备 2.3.1优良种子应具备的条件 2.3.2种子制备的过程 2.3.3种子质量的控制 2.4工业微生物菌种复壮与保藏 2.4.1工业微生物菌种复壮 2.4.2工业微生物菌种保藏 2.1.1 细菌 2.2 工业微生物菌种选育 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，成为基本培养基，有时用符号“[ － ]”来表示。不同微生物的基本培养基是不相同的。 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，成为完全培养基，有时用符号“[ + ]”表示。完全培养基营养丰富，全面，一般可在基本培养基中加入富含氨基酸，维生素和碱基之类的天然物质配制而成。 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，成为补充培养基。有时用符号“[ A ]”或“[ B ]”等来表示。它是再基本培养基中加入该菌株不能合成的营养因子而组成的。 2.3工业微生物菌种制备 2.4工业微生物菌种复壮与保藏 2.4.2工业微生物菌种保藏 经诱变筛选、分离纯化以及纯培养等一系列艰苦劳动得到的优良菌株，能使其稳定地保存、保持原有的特性、不死亡、不污染，这就是菌种保藏的任务。 原理：人为地创造合适的环境条件，使微生物的代谢处于不活泼、生长繁殖受抑制的休眠状态。这些人工环境主要从低温、干燥、缺氧三方面设计。 白地霉 粗糙链孢霉 微生物不仅可以通过接合、转化、转导、转染等方式改变遗传物质，同时也可以通过自发突变和人工诱变等方式使原有的遗传性状发生改变。对这些遗传变异的认识使人们有可能按自己的意图去改变微生物的不良遗传性状，优化对人类有益的性状，让微生物为人类服务。以下介绍微生物育种的几种常规方式。 2.2.1自然育种 从自然界分离获得菌株 从自然界分离新菌种一般包括以下几个步骤： (1)采样 采样地点的确定要根据筛选的目的、微生物的分布概况及菌种的主要特征与外界环境关系等，进行综合、具体地分析来决定，如果预先不了解某种生产菌的具体来源，一般可从土壤中分离。 (2)增殖培养 收集到的样品，如含目标菌株较多，可直接进行分离，如果样品含目标菌种很少，就要设法增加该菌的数量，进行增殖(富集)培养。所谓增殖培养就是给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长或不利于其他菌型生长的条件，以促使目标菌大量繁殖，从而有利于分离它们。 (3)纯种分离 常选用单菌落分离法。把菌种制备成单孢子或单细胞悬浮液，经过适当的稀释后，在琼脂平板上进行划线分离。也可以采用稀释法，该法是通过不断地稀释，使被分离的样品分散到最低限度，然后吸取一定量注入平板，使每一微生物都远离其他微生物而单独生长成为菌落，从而得到纯种。 (4)生产性能的测定 由于纯种分离后，得到的菌株数量非常大，如果对每菌株都作全面或精确的性能测定，工作量十分巨大，而且是不必要的，一般采用两步法，即初筛和复筛，直到获得1～3株较好的菌株，供发酵条件的摸索和生产试验，进而作为育种的出发菌株。初筛通常采用较为简单直观的方法，比如透明圈法、抑菌圈法等。 抑菌圈法筛选 从自发突变体中获得菌株 微生物可遗传的特性发生变化称为变异，又称突变，是微生物产生变种的根源，同时也是育种的基础。自然突变是指在自然条件下出现的基因变化。目前发酵工业中使用的生产菌种，几乎都是经过人工诱变处理后获得的突变株，因此常常表现出生活力比野生菌株弱的特点。此外，生产菌种是经人工诱变处理而筛选获得的突变株，遗传特性往往不够稳定，容易继续发生变异，使得生产菌株呈现出自然变异的特性，如果不及时进行自然选育，通常会导致菌种性能变化，使发酵产量降低，但也有变异使菌种获得优良性能的情况。 2.2.2诱变育种 诱变育种是通过人工处理微生物，使之发生突变，并运用合理的筛选程序和方法，把适合人类需要的伏良菌株选育出来的过程。人工诱变与自发突变相比可大大提高微生物的突变率，使人们可以简便、快速地筛选出各种类型的突变株，供生产和研究之用。 诱变箱 诱变育种基本程序