《工业微生物学》课程教学资源（课件讲义）第六章 生产溶剂和有机酸的微生物（6-4）工业微生物育种

4、工业微生物育种 生物进化过程中微生物形成完善的代谢调节机制 不会有代谢产物的积累 解除或突破微生物的代谢调节控制 目的产物积累 微生物育种的目的方法:突变、体内重组 体外重组(基因工程)

生物进化过程中微生物形成完善的代谢调节机制 不会有代谢产物的积累 解除或突破微生物的代谢调节控制 目的产物积累 微生物育种的目的 方法：突变、体内重组 体外重组（基因工程） 4、工业微生物育种

41从自然界中获得新菌种 微生物资源分布 土壤、水、空气、动植物及其腐败残骸都是微生 物的主要栖居和生长繁殖场所 分离微生物新种的步骤 采样、增殖、纯化和性能测定等步骤

4.1从自然界中获得新菌种 微生物资源分布 土壤、水、空气、动植物及其腐败残骸都是微生 物的主要栖居和生长繁殖场所 分离微生物新种的步骤 采样、增殖、纯化和性能测定等步骤

调查硏究并充分查阅资料 典型的微生物 采样和筛选方法 设计试验方案 确定采样的生态环境 采样 确定特定的增殖条件 增殖培养 确定定性或半定量的快速检测方法 纯种分离 原种斜面 确定发酵的基本条件 初筛〔快速检测或一菌株1摇瓶培养婝〕 筛选复筛〔一菌株35摇瓶 ↓结合初步的工艺条件 再复筛 较忧菌株斜面〔3^5菌株〕 生产性能试验 性能鉴定 毒性试验 茵种鉴定 菌种保藏及作为进一步育种的出发菌株

典型的微生物 采样和筛选方法

直接从自然界分离得到的菌株为野生型菌株。 往往低产甚至不产所需的产物,只有经过进一 步的人工改造才能真正用于工业生产 菌种选育 突变、体内重组 体外重组(基因工程)

直接从自然界分离得到的菌株为野生型菌株。 往往低产甚至不产所需的产物，只有经过进一 步的人工改造才能真正用于工业生产 菌种选育 突变、体内重组 体外重组（基因工程）

42诱变育种 物理诱变 紫外线 化学诱变 5-溴尿密啶 421紫外线诱变 机理 造成DNA链的断裂,或使DNA分 子内或分子之间发生交联反应

4.2 诱变育种 化学诱变 物理诱变 紫外线 5-溴尿密啶 4.2.1 紫外线诱变 造成DNA链的断裂，或使DNA分 子内或分子之间发生交联反应 机理

研究的比较清楚 交联是由二聚体引起的,二聚体可以在 同一条链相邻的碱基之间产生,也可以 是在二条链的碱基之间形成。 引起DNA复制错误 嘧啶比嘌呤对紫外线敏感得多 胸腺嘧啶二聚体

交联是由二聚体引起的，二聚体可以在 同一条链相邻的碱基之间产生，也可以 是在二条链的碱基之间形成。 研究的比较清楚 引起DNA复制错误 嘧啶比嘌呤对紫外线敏感得多 胸腺嘧啶二聚体

NH2 NI 5CH2 HN C\ CH3CH NH C23CHOH HH O 胞嘧啶水合物 胸腺嘧啶二聚体 NH 0 CH3H C HNI 5CH2 HN. C O=C2 CH2 0^N汪H1 N 二氢胸腺嘧啶 胸腺嘧啶一胞密啶二聚体 嘧啶的紫外线光化产物

嘧啶的紫外线光化产物

诱变过程中需要注意 光复活作用微生物等生物的细胞内存在光复活酶 此时的光复活 光复活酶识别胸腺嘧啶二聚 酶没有活性 体,并与之结合形成复合物 可见光光能(300-500nm)激活光复活醃 打开二聚体,将DNA复原

诱变过程中需要注意 光复活作用 微生物等生物的细胞内存在光复活酶 光复活酶识别胸腺嘧啶二聚 体，并与之结合形成复合物 打开二聚体，将DNA复原。 可见光光能（300-500nm）激活光复活酶 此时的光复活 酶没有活性

紫外线 3工m 胸腺嘧啶二聚体】可见光激活 PRE PRE为光复活酶 A一A 5 PRE 二聚体解离 A→A 3 正常DNA

PRE为光复活酶

暗修复细胞内还存在另一种修复体系,它不需要光激活 可修复由紫外线、γ射线和烷化剂等对DNA造成的损伤。 暗修复体系有四种酶参与反应

暗修复 细胞内还存在另一种修复体系，它不需要光激活 可修复由紫外线、γ射线和烷化剂等对DNA造成的损伤。 暗修复体系有四种酶参与反应