第五章 工业微生物诱变育种诱变剂..
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微生物诱变育种的基本过程
一、筛选目的菌株
在开始微生物诱变育种之前,首先要确定育种的目标,并从中筛选出具有潜在优良性状的目的菌株。
这一步通常需要利用各种生理生化实验和分子生物学技术,对大量菌株进行初步的筛选和鉴定。
二、诱变处理
在确定了目的菌株之后,接下来需要进行诱变处理。
诱变处理通常包括化学诱变和物理诱变两种方式。
化学诱变使用化学诱变剂处理菌株,而物理诱变则利用物理因素(如紫外线、X射线、中子等)处理菌株。
这些诱变因素可以引起菌株基因的突变,进而产生新的性状。
三、突变体的筛选
经过诱变处理后,大量菌株中会存在各种突变体。
为了获得具有优良性状的目标突变体,需要进行筛选。
这一步通常采用各种筛选方法,如单菌落挑取法、稀释涂布平板法等,将突变体从大量菌株中分离出来。
同时,需要通过各种生理生化实验和分子生物学技术,对突变体的性状进行鉴定和筛选。
四、遗传稳定性检测
在筛选出目标突变体后,需要对其遗传稳定性进行检测。
遗传稳定性是指突变体在繁殖过程中,是否能够保持其优良性状的稳定性。
这一步通常采用连续繁殖法和稳定性测定法等方法进行检测,以保证突变体的优良性状能够在后代中得到保留。
五、生产能力测定
最后一步是测定突变体的生产能力。
生产能力是指突变体在实际生产过程中,能否产生足够的产物并保持稳定的产量。
这一步通常采用发酵实验和产物分离纯化等方法进行测定,以保证突变体在实际生产中具有实用价值。
诱变育种方法在微生物育种中的应用概述摘要:在现代发酵工业中,诱变技术(无论是物理还是化学诱变)对于促进微生物发酵从而提高利用反应底物的能力和高产率仍然起着至关重要的作用。
本文主要从工业生产中对于微生物的诱变育种的方法(物理、化学诱变育种等)进行了综述,以及通过几种常见的诱变方式来介绍在微生物育种方面的相关研究进展。
关键词:微生物;诱变育种;物理诱变;化学诱变一、前言现代发酵工程技术的最终产物,一般都是由微生物生产得到的,且通过微生物的发酵生产所取得的效益已经得到了全世界的瞩目和认可。
对工业微生物菌种的优化选育是提高产量和质量的一条有效途径。
以突变和筛选为中心的传统育种技术在工业微生物发展到现在规模的过程中始终起着重要作用。
70年代以来,重组DNA技术和原生质体融合技术开始用于菌种选育。
各种外源基因在原核生物、真核细胞的克隆和表达研究取得了重大成果,使工业微生物育种技术进入了真正意义的分子水平育种时代[1]。
常规的诱变育种方法主要为物理诱变和化学诱变两种。
微生物的诱变育种,是以人工诱变手段诱发微生物基因突变,改变遗传结构和功能,通过筛选出产量高、性状优良的突变株,并找出这个突变株最佳培养基和培养条件,使其在最适条件下合成有效产物。
以人工诱发突变为基础的微生物诱变育种,具有速度快、收效大和方法简单等优点,是菌种选育的一个重要途径,在发酵工业菌种选育上具有卓越的成就,迄今为止,国内外发酵工业中所使用的生产菌种绝大部分是人工诱变选育出来的[2]。
理想的工业化菌种必须具备遗传性状稳定、纯净无污染、能产生许多繁殖单位、生长迅速、能于短时间内生产所要的产物、可以长期保存、能经诱变产生变异和遗传、生产能力具有再现性、具有高产量和高收率等特性。
而从自然界分离的野生菌种,不论是在产量上还是在质量上,均难适合工业化生产的要求。
但诱变筛选方法相对简便,是菌种选育的基本、常规和经典方法。
特别是对遗传背景不很清楚的对象,诱变育种更是必不可少。
第五章微⽣物的遗传变异与菌种选育复习题知识讲解第五章微⽣物的遗传变异与菌种选育复习题⼀、名词解释1.遗传型(genotype)遗传型⼜称基因型,是指某⼀⽣物个体所含有的全部遗传因⼦(基因组)所携带的遗传信息。
它是⼀种内在的可能性或潜⼒,只有在适当的环境条件下,通过⾃⾝的代谢和发育,才可将遗传型转化成现实的表型。
2.表型(phenotype)表型是某⼀⽣物体所具有的⼀切外表特征和内在特性的总和。
它是遗传型在⼀定环境下通过⽣长和发育后得体现,故是⼀种现实性(具体性状)。
3.变异(variation)变异是⽣物体在某外因或内因的作⽤下所引起的遗传物质结构或数量的改变,亦即遗传型的改变,其特点是群体中,以极低的概率出现(约10-9-10-5),性状变化幅度⼤,且变化后的新性状是稳定的、可遗传的。
4.饰变(modification)饰变是⼀种不涉及遗传物质结构或数量变化,只发⽣在转录、转译⽔平上的表型变化。
其特点是整个群体中⼏乎每⼀个体都发⽣同样的变化;性状变化的幅度⼩;饰变后的性状是不遗传的。
5.基因(gene)基因是⽣物体内的最⼩遗传功能单位,其本质是⼀段核苷酸序列,它能编码多肽链(通过mRNA)、tRNA或Rrna.6.操纵⼦(operon)操纵⼦是原核⽣物特有的基因形式,由三种功能上密切相关的基因组成,包括结构基因、操纵基因和启动基因。
7.结构基因(structure gene)结构基因是决定某⼀多肽链⼀级结构的DNA模板,它通过转录和转译机制可指导多肽链的合成8.遗传密码(genetic code)DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸序列称为遗传密码,其信息单位是密码⼦(核苷酸三联体)9.质粒(plasmid)直⽴式⼀类游离于核基因组外,具有独⽴复制能⼒的⼩型共价闭合环状dsDNA分⼦(cccDNA)。
10.F质粒(F plasmid)F质粒⼜称F因⼦或致育因⼦。
是⼤肠杆菌等细菌决定其性别并有转移能⼒的质粒。
诱变育种相关知识点总结1. 什么是诱变育种诱变育种是通过化学物质或辐射来诱发植物遗传变异,达到变异性状的目的,然后再通过选择和育种方法来固定和优化这些性状,从而获得具有新性状的植物种质资源。
诱变育种是一种以人为手段来诱发植物遗传变异的育种方法,与传统的育种方法相比,具有变异程度大、种质资源丰富、育种速度快等优点。
2. 诱变种类根据诱变的方法和途径不同,可以将诱变分为两种类型:化学诱变和辐射诱变。
化学诱变是利用化学物质来诱发植物遗传变异的方法。
这种方法主要是通过化学物质对植物体内生成物质代谢和遗传物质的变异,从而诱发植物的新性状。
具体的化学诱变剂包括EMS(乙基甲磺酸甲酯)、DEPC(二乙醇二氯甲烷)、MNU(N- 亚硝基-N-甲基脲)、DMC(二甲胺)等。
辐射诱变是利用辐射来诱发植物遗传变异的方法。
这种方法主要是通过辐射对植物细胞的核酸、酶系、蛋白质等生物大分子的损伤和变异,从而诱发植物的新性状。
具体的辐射诱变包括X射线、γ射线、紫外线、中子射线等。
3. 诱变方法诱变育种的主要方法包括传统育种方法、分子育种方法和生物技术育种方法。
传统育种方法是指通过遗传资源的收集、鉴定以及杂交和选育等方式来获得植物品种的育种方法。
这种方法主要是通过选择和育种的方式来固定和优化诱变得到的新性状,最终获得具有新性状的植物品种。
分子育种方法是指通过对植物基因组的解析和改良等方式来获得植物品种的育种方法。
这种方法主要是通过对植物基因组的修改和介入来获得具有新性状的植物品种。
生物技术育种方法是指通过生物技术手段来获得植物品种的育种方法。
这种方法主要是通过生物技术手段来获得具有新性状的植物品种。
4. 诱变机理诱变发生的机理主要包括两个方面:一是遗传物质的突变,二是染色体的不稳定性。
(1)遗传物质的突变:遗传物质的突变是指植物遗传物质DNA序列的变化。
这种变化可以通过点突变、基因缺失、重复序列、整个染色体的遗传变异等多种方式来实现,从而使植物出现新的性状。