技術(shù)育種ppt課件-資料下載頁
2025-05-13 02:43本頁面
【正文】 醇 (polyethyleneglycol。 PEG) 4000 和 6000 ◇ PEG可使原生質(zhì)體的膜電位下降，然后原生質(zhì)體通過 Ca2+交換而促進(jìn)凝集 ◇ PEG滲透壓的脫水作用，擾亂了分散在原生質(zhì)體膜表面的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的排列，提高了脂質(zhì)膠粒的流動(dòng)性，從而促進(jìn)了原生質(zhì)體的相互融合。 ◆ 電場誘導(dǎo)也可促進(jìn)原生質(zhì)體融合 ◆ 重組能將不同來源的菌株的優(yōu)點(diǎn)集于一身，創(chuàng)造出性狀優(yōu)異的重組菌來生產(chǎn)重要的生物產(chǎn)品。 原生質(zhì)體融合技術(shù)在微生物育種中的應(yīng)用 已得到較好的應(yīng)用，例如 ◆ 二 生素鏈霉菌通過原生質(zhì)體制備后再生，提高了螺旋霉素產(chǎn)量 ◆ 釀酒酵母： 可利用葡萄糖生產(chǎn)酒精，但不能利用淀粉和糊精 糖化酵母： 能利用淀粉和糊精，但產(chǎn)酒精能力很差 二者融合，獲得了可利用淀粉和糊精生產(chǎn)酒精的融合子 ? 據(jù)報(bào)道，至少有五種不同類型的基因控制了代謝物的生產(chǎn)： ? ①編碼產(chǎn)物合成酶的 結(jié)構(gòu)基因 ； ? ②決定結(jié)構(gòu)基因啟動(dòng)和表達(dá)的 調(diào)節(jié)基因 ? ③決定產(chǎn)生菌對自身抗生素耐受性的 抗性基因 ； ? ④調(diào)節(jié)產(chǎn)物進(jìn)入、外排和分泌的 滲透性基因 ； ? ⑤控制提供前體和輔因子代謝途徑的 調(diào)節(jié)基因 。 二、 變異菌株的篩選技術(shù) ? 同時(shí)，微生物代謝產(chǎn)物的高產(chǎn)大致受五個(gè)方面的影響： ? ①增加前體池 ? ②增加、修飾和刪除調(diào)節(jié)基因； ? ③更改啟動(dòng)子、終止子和 /調(diào)節(jié)子序列； ? ④增加編碼催化瓶頸反應(yīng)的酶的拷貝數(shù)； ? ⑤去除競爭性的非必需途徑。 ? 因此，突變處理后，如何從眾多的殘存菌株中獲得所需的突變株成為菌種改良成功與否的關(guān)鍵。 由于經(jīng)誘變處理后提高產(chǎn)量的變異株仍屬少數(shù)，所以必須經(jīng)過大量的篩選工作，才能得到需要的菌株。 通常有兩種方法用于篩選改良的微生物菌株： 隨機(jī)篩選 和 理化性選擇 此外突變株的篩選可以是 手工操作 也可以是 高度自動(dòng)化。 主要優(yōu)點(diǎn)是前期投入資金較少，缺點(diǎn)是需花費(fèi)大量的勞動(dòng)力和時(shí)間。 優(yōu)點(diǎn)節(jié)約勞動(dòng)力和時(shí)間。 缺點(diǎn)儀器昂貴 手工篩選 自動(dòng)化篩選 （一）隨機(jī)篩選 ? 隨機(jī)篩選的三個(gè)基本原則：突變、選擇和分析。 即誘變處理后，從殘存者中隨機(jī)挑選菌株進(jìn)行固體或液體培養(yǎng)，測定它們的產(chǎn)量，選擇產(chǎn)量提高的突變株作為下一輪誘變處理的出發(fā)菌株。采用的分析方法有：生物鑒定、免疫分析、層析和 HPLC等。 ? 通常需設(shè)計(jì)一個(gè)篩選程序，使用于發(fā)現(xiàn)改良菌株的方法的精確性和選擇性最大化，而使在處理未誘變的對照或參照樣品時(shí)的變異性最小化。 ? 進(jìn)一步影響隨機(jī)篩選的成功和加快菌株改良的因子還包括所需的產(chǎn)量改進(jìn)的程度、誘變突變頻率、突變選擇周期循環(huán)所需的時(shí)間和分析能力。 ? 隨機(jī)篩選的缺點(diǎn)：效率不高 ? 隨機(jī)篩選方法： 菌種經(jīng)誘變處理后，進(jìn)行平板分離，隨機(jī)挑選單菌落，從中篩選高產(chǎn)菌株。為了提高篩選效率，發(fā)展了一些快速篩選方法（包括搖瓶篩選法，瓊脂塊篩選法等），并歸納出 篩選高產(chǎn)菌的培養(yǎng)基選擇準(zhǔn)則 : 制備一系列含有各種類型營養(yǎng)成分（生長限制因素）培養(yǎng)基； 避免使用容易同化的碳源或氮源，（引起分解代謝物阻遏）； 加入緩沖液以減少 pH的變化； 確定含有所需的輔助因子。 。 （二）理性化選擇 ? 隨著遺傳學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展 ,人們已逐漸 了解重要工業(yè)微生物菌種的遺傳背景和代謝途徑。 運(yùn)用已掌握的遺傳學(xué)和生物化學(xué)方法 ,科學(xué) 設(shè)計(jì)選擇性“篩子”， 就可以輕易地把大部分不符合要求的菌株經(jīng)過第一輪預(yù)篩就淘汰掉，使具有有效性狀的突變株很方便地篩選出來，從而大大提高了篩選效率。這種方法就是 理性化篩選 。 ? 可以通過預(yù)先精確設(shè)計(jì)，使突變型 帶上某些遺傳標(biāo)記， 在外觀表型上，突變菌株與大量未突變菌株可以明確區(qū)分開來。通過預(yù)篩選，就能方便地得到所需類型的突變型，再通過搖瓶試驗(yàn)，確定有潛力的菌株，進(jìn)一步加以改良，最終得到符合生產(chǎn)要求的高產(chǎn)菌株。 這種方法可以大大節(jié)省勞動(dòng)力，提高篩選效率。 四、應(yīng)用 ? 初級代謝產(chǎn)物的生產(chǎn) 已克隆了與青霉素、頭孢菌素 C和頭霉素生物合成有關(guān)的全部基因并進(jìn)行了一些功能研究，為采用基因工程方法改造這些菌奠定了良好的基礎(chǔ)。 重組 DNA技術(shù)用于改良酶主要表現(xiàn)在： ①將難以生長或遺傳學(xué)不易操縱的微生物中獲得和一些酶在工業(yè)微生物菌株中生產(chǎn)。②利用基因的多拷貝數(shù)、強(qiáng)啟動(dòng)子和高效的信號序列來增加酶產(chǎn)量。③在一個(gè)安全的宿主中生產(chǎn)從病源性微生物或產(chǎn)毒素的微生物中獲得的一些有用的酶。④通過蛋白質(zhì)工程提高酶的穩(wěn)定性、活性和專一性。 次級代謝產(chǎn)物的生產(chǎn) ? 微生物酶 通過重組 DNA技術(shù)已發(fā)展了一些生產(chǎn)氨基酸和維生素的新工藝。 ? 聚合物、燃料、食品和飲料 ? 生物轉(zhuǎn)化 野油菜黃單孢菌（ Xanthomonas campestris）重組DNA操縱將黃原膠的產(chǎn)量提高了 2倍，并將丙酮酸鹽的含量增加了 45%。 利用重組 DNA技術(shù)可將大腸桿菌轉(zhuǎn)換成一株良好的乙醇產(chǎn)生菌（ %，體種分?jǐn)?shù)）。 利用重組 DNA技術(shù)可對釀酒酵母進(jìn)行改造，使它們能產(chǎn)生黑曲霉的淀粉葡萄糖苷酶，裂解不能發(fā)酵的糊精用于生產(chǎn)淡啤酒。 重組巴氏假絲酵母（ Candida pasteurianum）能將甘油轉(zhuǎn)化成 1， 3－丙二醇。 采用一株重組大腸桿菌獲得了將廉價(jià)的葡萄糖轉(zhuǎn)化成 1，3－丙二醇的更經(jīng)濟(jì)的藝。 ? 作業(yè)： ? 微生物菌種新技術(shù)育種的方法有哪些？各個(gè)方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么？
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1