微生物雜交育種ppt課件(已修改)
2025-05-11 01:42 本頁(yè)面
【正文】 微生物雜交育種 王 陶 2022年 2月 （ 1）理解雜交育種的意義及其遺傳學(xué)原理； （ 2）掌握親本選配、雜交技術(shù)方法、雜 種后代的處理和早代測(cè)驗(yàn)的基本理論和基本方法； （ 3）掌握熟悉雜交育種的程序。 教學(xué)的基本要求 教學(xué)基本內(nèi)容 ? 雜交育種的概念、意義 ? 放線菌的雜交育種 ? 霉菌的雜交育種 ? 酵母菌的雜交育種 ? 教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：真菌的雜交育種及方法 發(fā)酵工業(yè)的優(yōu)良菌種的選育主要采用 誘變育種方法 。但是，一個(gè)菌種 長(zhǎng)期使用誘變劑處理之后 ，其 生活能力 一般要逐漸下降，例如 生長(zhǎng)周期延長(zhǎng)，孢子量減少，代謝減慢，產(chǎn)量增加緩慢，誘變因素對(duì)產(chǎn)量基因影響的有效性降低 等。因此，有必要利用 雜交育種方法 。 一、微生物雜交 雜交育種的定義 雜交育種 是指將兩個(gè) 基因 型不同的菌株經(jīng)吻合（或接合） 使 遺傳物質(zhì)重新組合 ，從中分離和篩選 具有新性狀的菌株。 雜交育種（ breeding by hybridization) 是國(guó)內(nèi)外廣 泛應(yīng)用并卓有成效的育種方法。目前在生產(chǎn)上大面 積推廣種植的農(nóng)作物的品種絕大多數(shù)都是用雜交育 種的方法育成的。 定義的拓展 ? 雜交育種 (Hybridization breeding)一般是指人為利用真核微生物的有性生殖或準(zhǔn)性生殖，或原核微生物的接合、 F因子轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)化等過(guò)程，促使兩個(gè)具不同遺傳性狀的菌株發(fā)生基因重組，以獲得性能優(yōu)良的生產(chǎn)菌株。這也是一類重要的微生物育種手段，比起誘變育種，它具有更強(qiáng)的 方向性和目的性 。 基因重組 生長(zhǎng)快 ， 產(chǎn)量高 甲生長(zhǎng)快 ， 產(chǎn)量低 乙生長(zhǎng)慢 ， 產(chǎn)量高 以雜交方法培育優(yōu)良品種或利用雜種優(yōu)勢(shì)稱 為雜交育種。 雜交育種的目的 在于： ? 1） 通過(guò)雜交使不同菌株的 遺傳物質(zhì)進(jìn)行交換和重新組合 ，從而改變?cè)芯甑?遺傳物質(zhì)基礎(chǔ) ，獲得雜種菌株（ 重組體 ）； ? 2） 可以通過(guò)雜交把 不同菌株 的 優(yōu)良生產(chǎn)性能集中于重組體中 ，克服長(zhǎng)期用誘變劑處理造成的 菌株生活力下降等缺陷 ； ? 3）通過(guò)雜交 ，可以 擴(kuò)大變異范圍 ， 改變產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量 ，甚至出現(xiàn) 新的品種 ； ? 4）分析雜交結(jié)果 ，可以總結(jié) 遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和傳遞規(guī)律 ， 促進(jìn)遺傳學(xué)理論的發(fā)展 。 微生物雜交育種基本程序 選擇原始親本 誘變篩選直接親本 親和力鑒定 雜交 分離到基本培養(yǎng)基和選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng) 篩選重組體 鑒定 親本菌株的選擇 ? 原始親本 是微生物雜交育種中具有不同遺傳背景的優(yōu)質(zhì)出發(fā)菌株 ,主要根據(jù)雜交的目的來(lái)選擇 .從育種角度出發(fā) .通常選擇具 有優(yōu)良性狀如產(chǎn)量高 ,代謝快 ,產(chǎn)孢子能力強(qiáng) ,無(wú)色素 ,泡沫少 ,粘性小等發(fā)酵性能好的菌株為原始親本 . ? 它們可以來(lái)自生產(chǎn)用菌或誘變過(guò)程中的某些符合要求的菌株 ,也可以是自然分離的野生型菌株 .原始親本還應(yīng)該具有野生型遺傳標(biāo)記 ,如具有一定的孢子顏色 ,可溶性色素或抗性標(biāo)記等明顯不同的性狀 . 直接親本 ? 微生物 雜交育種 所使用的 配對(duì)菌株 稱為 直接親本 。 ? 特點(diǎn)：經(jīng)原始親本菌株誘變而來(lái)； 具有營(yíng)養(yǎng)缺陷型標(biāo)記或其他標(biāo)記 研究表明：若要獲得高產(chǎn)的重組體，最好采用具有明顯遺傳性狀差異的近親菌株為直接親本 培養(yǎng)基 ? 完全培養(yǎng)基（ CM）：各種微生物菌株 ? 基本培養(yǎng)基（ MM）：野生型，原養(yǎng)型 ? 有限培養(yǎng)基（ LM）：異核體菌株 ? 補(bǔ)充培養(yǎng)基（ SM）：鑒別，選擇 ? 發(fā)酵培養(yǎng)基 標(biāo)記親本菌株 ? 由于雜交育種重組頻率極低為 107左右 .雜交后的混合體系中除了極少數(shù)重組體外 .還存在大量的未雜交親本及無(wú)效雜交后代 ,增加重組體篩選難度 .為了提高效率 ,加快重組體篩選和檢出 ,讓雜交親本帶上不同的遺傳標(biāo)記是十分重要的 .但實(shí)際工作中大多數(shù)親本無(wú)野生型遺傳標(biāo)記 ,一般是由原始親本菌株經(jīng)誘變劑處理后選出的具遺傳標(biāo)記 ,又通過(guò)親和力測(cè)定的直接用于雜交的菌株 .一般雜交親本用營(yíng)養(yǎng)缺陷型或抗藥性突變型等遺傳標(biāo)記 ,作為選擇重組體的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù) . ? 由于 多數(shù)微生物尚未發(fā)現(xiàn)其有性世代 ，因此，直接親本菌株應(yīng)帶有適當(dāng)?shù)?遺傳標(biāo)記 。常用的遺傳標(biāo)記有 顏色、營(yíng)養(yǎng)要求和抗藥性 等。 ? 營(yíng)養(yǎng)標(biāo)記菌株 （即 營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株 ）是最常用的遺傳標(biāo)記之一。 ? 所謂 營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株 是微生物經(jīng)誘變劑處理后產(chǎn)生的一種 生化突變體 。由于 基因突變 ，它失去了 合成某種物質(zhì) （氨基酸、維生素或核苷酸堿基） 的能力 ，在 基本培養(yǎng)基上不能生長(zhǎng) ，大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株需要補(bǔ)加 一定種類的有機(jī)物質(zhì) 后 才能生長(zhǎng) 。 2．抗性標(biāo)記 (高溫、高鹽、高 pH) 3．溫度敏感性標(biāo)記 4．其他性狀標(biāo)記 如孢子顏色、菌落形態(tài)結(jié)構(gòu)、可溶性色素舍
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