1、.遗传性状稳定；遗传性状稳定；生长速度快，不易被噬菌体等异种微生物污染；生长速度快，不易被噬菌体等异种微生物污染；目标产物的产量尽可能接近理论转化率；目标产物的产量尽可能接近理论转化率；目标产物最好能分泌到细胞外，以降低产物抑制并利于分目标产物最好能分泌到细胞外，以降低产物抑制并利于分离；离；尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量并尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量并利于分离；利于分离；培养基成分简单、来源广、价格低廉；培养基成分简单、来源广、价格低廉；对温度、对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感；、离子强度、剪切力等环境因素不敏感；对溶氧的要求低，便于培养及
2、降低能耗。对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。.代谢代谢发育发育.变异变异(variation):生物体在外因生物体在外因或内因的作用下，或内因的作用下，遗遗传物质的结构或数量发生改变。传物质的结构或数量发生改变。变异的特点：变异的特点：a.a.在群体中以极低的几率出现，（一般为在群体中以极低的几率出现，（一般为1010-6-61010-1010）；）；b.b.形状变化的幅度大；形状变化的幅度大；c.c.变化后形成的新性状是稳定的，可遗传的。变化后形成的新性状是稳定的，可遗传的。饰变（饰变（modification）：指不涉及遗传物质结构改变而只发）：指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转
3、译水平上的表型变化。特点是：生在转录、转译水平上的表型变化。特点是：a.几乎整个几乎整个群体中的每一个个体都发生同样的变化；群体中的每一个个体都发生同样的变化；b.性状变化的幅性状变化的幅度小；度小；c.因遗传物质不变，故饰变是不遗传的。引起饰变因遗传物质不变，故饰变是不遗传的。引起饰变的因素消失后，表型即可恢复。的因素消失后，表型即可恢复。.l核酸存在的七个水平核酸存在的七个水平细胞水平：存在于细胞核或核质体，单核或多核细胞水平：存在于细胞核或核质体，单核或多核细胞核水平细胞核水平:原与真核生物的细胞核结构不同，核外原与真核生物的细胞核结构不同，核外DNA染色体水平染色体水平:倍性倍性(真核
4、真核)和染色体数。和染色体数。核酸水平：在原核中同染色体水平、存在部分二倍体核酸水平：在原核中同染色体水平、存在部分二倍体 DNA或或RNA，复合或裸露，双链或单链。，复合或裸露，双链或单链。基因水平：具自主复制能力的遗传功能单位，长度与信息基因水平：具自主复制能力的遗传功能单位，长度与信息量，转录量，转录翻译翻译密码子水平：信息单位密码子水平：信息单位,起始和终止起始和终止,核苷酸水平：突变或交换单位，四种碱基。核苷酸水平：突变或交换单位，四种碱基。.按是否比较容易、迅速地分离到发生突变的细胞来分：按是否比较容易、迅速地分离到发生突变的细胞来分：选择性突变株（选择性突变株（selective
5、 mutantselective mutant）：具有选择标记（如营）：具有选择标记（如营养缺陷性、抗性突变型、条件致死突变型），只要选择适当养缺陷性、抗性突变型、条件致死突变型），只要选择适当的环境条件，如培养基、温度、的环境条件，如培养基、温度、pHpH值等，就比较容易检出和值等，就比较容易检出和分离到。分离到。非选择性突变株（非选择性突变株（non-selective mutantnon-selective mutant）：无选择标记）：无选择标记（如产量突变型、抗原突变型、形态突变型），能鉴别这种（如产量突变型、抗原突变型、形态突变型），能鉴别这种突变体的惟一方法是检查大量菌落并找出差
6、异。突变体的惟一方法是检查大量菌落并找出差异。.适用于整个生物界，以细菌的抗药性为例。适用于整个生物界，以细菌的抗药性为例。不对应性：突变的性状与突变原因之间无直接的对应关系。不对应性：突变的性状与突变原因之间无直接的对应关系。自发性：突变可以在没有人为诱变因素处理下自发地产生。自发性：突变可以在没有人为诱变因素处理下自发地产生。稀有性：突变率低且稳定。稀有性：突变率低且稳定。独立性：各种突变独立发生，不会互相影响。独立性：各种突变独立发生，不会互相影响。可诱发性：诱变剂可提高突变率。可诱发性：诱变剂可提高突变率。稳定性：变异性状稳定可遗传。稳定性：变异性状稳定可遗传。可逆性：从原始的野生型基
7、因到变异株的突变称为正向突可逆性：从原始的野生型基因到变异株的突变称为正向突变，从突变株回到野生型的过程则称为回复突变变，从突变株回到野生型的过程则称为回复突变 或回变。或回变。.本部分内容课内不进行介绍，有兴趣可以自学。本部分内容课内不进行介绍，有兴趣可以自学。P111.R型活菌型活菌+S型死菌型死菌 S型活菌型活菌定义定义：受体菌自然或在人工技术作用下直接摄取来自供体受体菌自然或在人工技术作用下直接摄取来自供体菌的游离菌的游离DNA片段，并把它整合到自己的基因组中，而获得片段，并把它整合到自己的基因组中，而获得部分新的遗传性状的基因转移过程，称为部分新的遗传性状的基因转移过程，称为转化转化
8、。转化后的的。转化后的的受体菌称为转化子（受体菌称为转化子（transformant）。）。有关名词：有关名词：受体菌：受体菌：recipient/receptor，转化基因的接受者，转化基因的接受者供体菌：供体菌：donor，转化基因的提供者，转化基因的提供者转化因子：来自供体菌的转化因子：来自供体菌的DNA片段片段转化子：转化子：transformant，将转化基因重组进入自身染色，将转化基因重组进入自身染色体组的重组子体组的重组子1、转化、转化.受体细胞要处于感受态受体细胞要处于感受态.感受态：感受态：competence，受体细胞能从环境吸取外，受体细胞能从环境吸取外源源DNA片段并实
9、现其转化的一种生理状态片段并实现其转化的一种生理状态供体供体DNA片段（片段（转化因子）转化因子）大小适宜，分子量一大小适宜，分子量一般为般为1 107 D 左右左右 菌株间的亲缘关系密切菌株间的亲缘关系密切3、转化的类型、转化的类型根据感受态建立的方式，可以分为：根据感受态建立的方式，可以分为：自然遗传转化自然遗传转化人工转化人工转化.细菌细胞间进行遗传交换的另一种方式，指通过缺陷噬菌细菌细胞间进行遗传交换的另一种方式，指通过缺陷噬菌体的媒介，将供体细胞的小片段体的媒介，将供体细胞的小片段DNA携带到受体细胞中，通携带到受体细胞中，通过交换与整合，使后者获得前者部分遗传性状的现象。过交换与整
10、合，使后者获得前者部分遗传性状的现象。1.转导转导转导子：由转导作用获得部分新性状的重组细胞。转导子：由转导作用获得部分新性状的重组细胞。转导噬菌体：能将一个宿主（细菌）的部分染色体或质粒转导噬菌体：能将一个宿主（细菌）的部分染色体或质粒DNA带到另一个宿主（细菌）的噬菌体。带到另一个宿主（细菌）的噬菌体。.原生质体融合的优点：原生质体融合的优点：可以提高重组率可以提高重组率 双亲可以少带标记或不带标记双亲可以少带标记或不带标记 可进行多亲本融合可进行多亲本融合 有利于不同种间、属间微生物的杂交有利于不同种间、属间微生物的杂交 通过原生质体融合提高产量通过原生质体融合提高产量 发展点：发展点：
11、有关原生质体融合的遗传机制，尚未研究清楚，有关原生质体融合的遗传机制，尚未研究清楚，目前还在探索中。目前还在探索中。.主要方式：主要方式：有性杂交有性杂交准性杂交准性杂交原生质体融合（略）原生质体融合（略）转化（略）转化（略）.（一）有性杂交（一）有性杂交 一般指性细胞间的接合和随之发生的染色体重组，并一般指性细胞间的接合和随之发生的染色体重组，并产生新遗传型后代的过程。产生新遗传型后代的过程。凡是能产生有性孢子的酵母菌或霉菌，原则上都能采凡是能产生有性孢子的酵母菌或霉菌，原则上都能采用与高等动、植物杂交育种相似的有性杂交方法进行育种。用与高等动、植物杂交育种相似的有性杂交方法进行育种。（二）
12、准性杂交（二）准性杂交 类似于有性生殖但更原始的生殖方式，是通过同一类似于有性生殖但更原始的生殖方式，是通过同一物种两个不同菌株的体细胞发生融合，不经过减数分裂物种两个不同菌株的体细胞发生融合，不经过减数分裂而导致低频率基因重组并产生重组子。而导致低频率基因重组并产生重组子。为半知菌育种提供了一个重要手段。为半知菌育种提供了一个重要手段。存在范围：常见于一些真菌尤其是半知菌中。存在范围：常见于一些真菌尤其是半知菌中。.诱变育种具有极其重要的实践意义。当前发酵诱变育种具有极其重要的实践意义。当前发酵工业和其他微生物生产部门所使用的高产菌株，几工业和其他微生物生产部门所使用的高产菌株，几乎毫无例外
13、地都是通过诱变育种而明显提高其生产乎毫无例外地都是通过诱变育种而明显提高其生产性能的。性能的。.原始菌种原始菌种纯化纯化斜面斜面/肉汤培养肉汤培养单孢子单孢子/单细胞悬液单细胞悬液诱变剂处理诱变剂处理平板分离平板分离移至斜面移至斜面小试小试中试中试初筛初筛复筛复筛计算存活率计算存活率观察形态变异，观察形态变异，挑单菌落挑单菌落良种保藏良种保藏原菌种特性鉴定原菌种特性鉴定.3、诱变育种的基本过程、诱变育种的基本过程选择选择合适的出发菌株选择选择合适的出发菌株制备待处理的菌悬液制备待处理的菌悬液诱变处理诱变处理筛选筛选保藏和扩大试验保藏和扩大试验.1.1.衰退衰退（degenerationdege
14、neration）：菌种在培养或保藏过程：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，称为菌产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象，称为菌种的衰退。种的衰退。衰退的原因：衰退的原因：基因突变，基因突变，分离现象。分离现象。常见的衰退现象：常见的衰退现象：菌落和细胞形态的改变；菌落和细胞形态的改变；生长速度缓慢，产孢子越来越少；生长速度缓慢，产孢子越来越少；抵抗力、抗不良环境能力减弱等。抵抗力、抗不良环境能力减弱等。代谢产物生产能力或其对宿主寄生能力下降；代谢产物生产能力或其对宿主寄生能力下降；.菌菌 连
15、续在培养基上（内）移种连续在培养基上（内）移种 种种 生活态生活态 传代培养保藏法传代培养保藏法 连续在活宿主上（内）移种连续在活宿主上（内）移种 保保 固体斜面固体斜面 藏藏 湿法湿法 半固体琼脂柱半固体琼脂柱 方方 休眠态休眠态 液体介质（蒸馏水、糖液、其它溶液）液体介质（蒸馏水、糖液、其它溶液）法法 干法干法 藏在玻璃管内藏在玻璃管内 吸附在合适的载体上吸附在合适的载体上.干燥保藏法干燥保藏法 将菌种置于土壤、细纱、滤纸、硅胶等干燥材将菌种置于土壤、细纱、滤纸、硅胶等干燥材料上保藏。如砂土管法，适用于放线菌、芽孢料上保藏。如砂土管法，适用于放线菌、芽孢菌和某些真菌保藏，保藏时间几至几十年
16、。菌和某些真菌保藏，保藏时间几至几十年。.真空冷冻干燥法真空冷冻干燥法 加有保护剂的菌悬液在冻结状态下予以真空加有保护剂的菌悬液在冻结状态下予以真空干燥。干燥。适用于各种微生物，便于大量保藏，菌种存适用于各种微生物，便于大量保藏，菌种存活时间长，是目前最好的保藏方法。活时间长，是目前最好的保藏方法。液氮超低温保藏法液氮超低温保藏法 将菌种置于保护剂中，预冻后保存在液氮超将菌种置于保护剂中，预冻后保存在液氮超低温冰箱中（低温冰箱中（-196-196）。）。适用于各种微生物的较理想的保藏方法。适用于各种微生物的较理想的保藏方法。.：广泛收集科研和生产菌种、广泛收集科研和生产菌种、菌株，并加以妥善保管，使之达到不死、不衰、不乱以及菌株，并加以妥善保管，使之达到不死、不衰、不乱以及便于研究、交换和使用的目的。便于研究、交换和使用的目的。：中国微生物菌种保藏委员会中国微生物菌种保藏委员会(CCCCM)(CCCCM)美国的典型菌种保藏中心美国的典型菌种保藏中心(ATCC)(ATCC)英国国家典型菌种保藏所（英国国家典型菌种保藏所（NCTCNCTC）法国里昂巴斯德研究所（法国里昂巴斯德研究所（IPLIPL）4.4.国内外菌种保藏机构：国内外菌种保藏机构：.
