《诱变育种》PPT课件(I)

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1、第六章诱变育种诱变育种就是以人工手段诱发微生物基因突变，改变遗传结构和功能，进而从变异体中选育出产量高、性状优的适合工业化生产的菌种的一项综合技术。诱变育种中同时要找出发挥这个突变株优势的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。诱变育种诱变育种的主要用途①提高有效产物的产量；②改善菌种的特性，改进产品质量；③简化工艺条件；④开发新产品。诱变育种工作包括诱发突变、突变株的筛选和高产突变株最佳环境条件的调整。诱发突变包括出发菌株、诱变剂及其剂量的选择、影响诱变效果的因素。突变株的筛选包括筛选条件(培

2、养基和培养条件)及选择一个简便、快速、有效的筛选方法。环境条件调整是突变株的最佳培养条件改变。以上是决定诱变育种成败的三个方面，在育种开展之前，根据试验目的紧紧围绕三个环节制订试验方案。诱变育种三阶段第一节诱变育种的设计和准备第二节诱变育种的步骤与方法第三节突变株的分离与筛选第四节营养缺陷型菌株的诱变和筛选主要内容第一节诱变育种的设计和准备一、诱变育种的设计前期准备工作单细胞悬液的制备诱变剂及诱变剂量的选择诱变处理突变体的分离与筛选优良菌株出发菌株的选择与纯化区分不同的菌落类型霉菌、放线菌的菌落形态特征包括：菌落

3、大小、形状、高度、放射线多少、外观组织结构(粉状、绒毛状、絮状等)、孢子多少和色泽、可溶性色素情况等。细菌菌落形态特征包括：菌落大小、形状、边缘结构、高度、颜色、光泽、粘性、表面结构、可溶性色素等。1.对出发菌株形态的了解二、前期准备工作出现不同菌落类型的原因①遗传原因突变、原生质融合、异核体②非遗传原因培养基：药品来源、规格、质量；厚薄不均菌落稀释度菌的不同生长阶段2.全面了解菌种特性及其与生产性能的关系通过对菌种生活史的考察，了解它们的形态、生理、生化等生物学特性以及这些特性与代谢产物合成的相关性。3.了解影

4、响菌种生长发育的主要原因⑴培养基⑵培养基制备技术⑶药品和原材料的质量⑷移种的密度：宜稀不宜密⑸湿度⑹温度4.建立一个准确、简便、快速检测产物的方法研究最佳的菌种保藏培养基和培养条件6.了解菌种有效产物中的各种组分在代谢合成过程中与培养基的关系第二节诱变育种的步骤和方法诱变育种的步骤包括以下内容：一、出发菌株的选择与纯化；二、菌悬液(单孢子或单细胞)的制备；三、诱变剂及诱变剂量的选择；四、诱变的处理；五、筛选；六、性能测定。用于每代诱变的原始试验菌株称出发菌株。出发菌株的选择是决定诱变效果的重要环节。一、出发菌株的

5、选择与纯化1．对出发菌株的一般要求(1)从自然界样品中分离筛选出来的野生菌株(2)使用中的生产菌株(3)具有某些有利性状的菌株如生长速度快、营养要求低以及产孢子早而多的菌株；(4)已发生其他变异的菌株如失去产色素能力的变异株2.出发菌株的选择⑵选择具备一定生产能力或某些特性的菌株为出发菌株⑴选择纯种作为出发菌株⑶选择出发菌株应考虑其稳定性⑷选择连续诱变过的作为出发菌株①选择在表型上有改变，并伴随产量有显著提高的菌株。②选择具有增变基因变异的菌株作为出发菌株。⑸选择出发菌株的其他因素如：产孢子较多、不产或少产色素

6、、生活能力强、生长速度快、周期短以及糖氮利用快、耐消泡、粘度小等性状的菌株⑹采用多出发菌株在没有详细研究特定出发菌株敏感性的条件下，而且又不能单纯用生产能力高的菌株作为惟一出发菌株时，应选择多种遗传类型的菌株作为出发菌株比较稳妥，容易在较短时期内达到育种目的。因此，诱变育种工作中，一般采用3～4个出发菌株，在逐代处理后，将产量高、特性好的菌株留作继续诱变的出发菌株。⑺根据菌种代谢特点确定出发菌株了解菌种代谢特点有助于选择有效的出发菌株。如：有人曾研究过肌苷酸产生菌的代谢特性，发现肌苷酸的生物合成过程与肌苷、肌苷酸

7、降解酶及核苷酸、磷酸化酶的活性有关，如果从产生肌苷酸野生型的枯草杆菌中筛选到降解酶活性低而磷酸化酶活性强的作为诱变出发菌株，一般都能得到良好的诱变效果。3.出发菌株的纯化微生物菌种选育之前的出发菌株和新变种获得之后，都要进行分离，使菌种纯化。在诱变育种中，所处理的细胞必须是单细胞的均匀悬液状态。原因：①分散状态的单细胞可以均匀地接触诱变剂，②可避免长出不纯菌落。菌悬液由出发菌株的孢子或菌体细胞用生理盐水或缓冲液制备而成，其质量将直接影响诱变效果。二、菌悬液(单孢子或单细胞悬液)的制备菌悬液制备的要求：1.供试菌株

8、的孢子或菌体要年轻、健壮供试细胞要新培养的，细胞生理活性方面既要同步，又要处在最旺盛的对数期，孢子应成熟而新鲜。2.培养条件和培养基都要经过试验确定3.制备菌悬液时要采用分散法，力求90％以上为单细胞或单孢子。4、菌悬液浓度：细菌、放线菌：108个/mL;真菌孢子及酵母菌：106个/mL。菌悬液制备方法⑴细菌前培养及诱变菌悬液制备同步化预培养经20-24h培养的斜面移接到