第二章生物工業(yè)菌種

第二章生物工業(yè)菌種§工業(yè)消費(fèi)常用的微生物及要求一、工業(yè)消費(fèi)常用的微生物細(xì)菌〔bacteria〕：常用的有枯草芽孢桿菌、醋酸桿菌、棒狀桿菌、短桿菌等。酵母菌〔yeast〕：屬單細(xì)胞真核生物，主要分布于含糖較多的酸性環(huán)境中。常用的有：啤酒酵母、假絲酵母、類酵母等。啤酒酵母霉菌棒狀桿菌短桿菌棒狀桿菌yeasts霉菌〔mould〕：喜偏酸性環(huán)境。可用于消費(fèi)多種酶制劑、抗生素、有機(jī)酸及甾體激素等。放線菌〔actionmycetes〕：原核微生物類群。在含有機(jī)質(zhì)豐富的微堿性土壤中分布較為廣泛。主要用于消費(fèi)多種抗生素放線菌擔(dān)子菌〔basidiomycetes〕：主要用于多糖、橡膠物質(zhì)和抗癌藥物的開發(fā)。藻類〔alga〕：許多國家已把它作為人類保健食品和飼料。還可經(jīng)過藻類將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)槭?；國外還有從“藻類農(nóng)場〞獲得氫能的報道。硅藻擔(dān)子菌二、微生物工業(yè)對菌種的要求：原料廉價、生長迅速、目的產(chǎn)物產(chǎn)量高。易于控制、酶活性高、發(fā)酵周期較短?？闺s菌和噬菌體才干強(qiáng)菌種遺傳性能穩(wěn)定，不易變異和退化，不產(chǎn)生任何有害的生物活性物質(zhì)和毒素微生物菌種的衰退菌種的復(fù)壯菌種的保藏§工業(yè)微生物菌種的

衰退、復(fù)壯與保藏一、菌種的衰退：微生物個體特征微生物群體特征各方面發(fā)生變化營養(yǎng)物質(zhì)代謝和生長繁衍才干下降發(fā)酵周期延伸抗不良環(huán)境的性能減弱目的產(chǎn)物的產(chǎn)量下降菌種衰退的緣由菌種性能的改動防止菌種衰退的措施菌種衰退的緣由菌種保藏不當(dāng)提供不了當(dāng)?shù)臈l件或不利的條件經(jīng)誘變得到的新菌株發(fā)生回復(fù)突變菌種保藏的根本原理是將微生物菌種保管在不利于微生物活潑生長和代謝的不良環(huán)境中，如低溫、枯燥、缺氧、黑暗營養(yǎng)饑餓等條件，使微生物代謝速率極為緩慢或處于休眠形狀。盡能夠堅持其活力和使其不發(fā)生變異。高質(zhì)量保藏，即要求保藏的菌種不死亡、活性不衰退、特性不變異、分類不紊亂；隨時可提供堅持有原始特性的菌種用于交換和運(yùn)用。菌種延續(xù)傳代是呵斥菌種衰退的直接緣由。菌株經(jīng)延續(xù)傳代后，含突變基因的個體在數(shù)量上逐漸占優(yōu)勢，退化景象逐漸顯露?；貜?fù)突變：指變異菌株因遺傳組成的自身修復(fù)，使原有的遺傳妨礙解除，代謝途徑發(fā)生變化，從而恢復(fù)原有的特性，表現(xiàn)出原育種過程中已獲得的優(yōu)良性狀退化的景象菌種遺傳特性的改動菌種生理形狀的改動菌種遺傳特性的改動的緣由異核景象導(dǎo)致微生物群體發(fā)生變異自發(fā)突變導(dǎo)致菌種遺傳特性的改動突變所產(chǎn)生的變種或雜交重組所構(gòu)成的雜種的不穩(wěn)定性，易發(fā)生回復(fù)突變或產(chǎn)生分別子菌種生理形狀的改動

菌種是由一些變異株混合組成菌種培育基影響菌種的生理形狀在某些培育條件下，菌體的某些基因處于活化形狀或阻遏形狀，而使菌種的生理形狀改動菌種培育基營養(yǎng)過于豐富不利于孢子構(gòu)成，影響發(fā)酵；菌種培育基營養(yǎng)貧乏，菌種在營養(yǎng)貧乏的培育基中多次傳代會使菌體細(xì)胞內(nèi)缺乏某些生長因子而衰退甚至死亡因此培育基應(yīng)選擇具有傳代后消費(fèi)才干不發(fā)生明顯下降、菌落不易衰老和自溶的正常形狀菌落，孢子豐富的培育基。菌種的復(fù)壯提供良好的環(huán)境條件定期純化菌種防止本身突變§消費(fèi)菌種的改良雜交育種原生質(zhì)體交融DNA重組技術(shù)指兩個不同基因型的菌株經(jīng)過接合或原生質(zhì)體交融使遺傳物質(zhì)重新組合，再從中分別挑選具有新性狀的菌株細(xì)胞壁細(xì)胞壁溶解酶細(xì)胞膜營養(yǎng)細(xì)胞原生質(zhì)體原生質(zhì)體交融交融細(xì)胞原生質(zhì)體構(gòu)成原生質(zhì)體交融細(xì)胞壁再生原生質(zhì)體交融的根本過程影響原生質(zhì)體交融的主要要素菌體的前處置菌體的培育時間交融劑的濃度交融劑作用的時間陽離子濃度交融的溫度及體系的pH值等影響原生質(zhì)體再生的主要要素菌體本身的再生性能原生質(zhì)體制備的條件再生培育基成分再生培育條件等DNA重組技術(shù)：就是把外源DNA分子結(jié)合到任何病毒、質(zhì)粒、或其它載體系統(tǒng)中，組成新的遺傳物質(zhì)，并轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)展繁衍的過程?？梢詮膹?fù)雜的DNA分子中分別出單獨(dú)的DNA片段?？梢源罅肯M(fèi)高純度的基因片段及其產(chǎn)物?？梢栽诖竽c桿菌中研討來自其它生物的基因。在高等動植物中也可以開展和建立這種基因操作系統(tǒng)。DNA重組過程目的DNA片段的獲得與載體DNA分子的銜接重組DNA分子引入宿主細(xì)胞挑選含有所需重組DNA分子的宿主細(xì)胞對外源基因的表達(dá)及穩(wěn)定性的鑒定基因的分別去垢劑溶解細(xì)胞，酚和蛋白酶去除蛋白質(zhì)，核糖核酸酶去除RNA，乙醇沉淀等步驟。特異目的基因的分別主要采用：物理分別法、互補(bǔ)DNA分別法和“鳥槍法〞等。DNA分子的切割與銜接用限制性核酸內(nèi)切酶〔Ⅱ類，識別順序通常為4~6個核苷酸〕進(jìn)展切割；限制酶產(chǎn)生的黏性末端、末端轉(zhuǎn)移酶合成的同聚物接尾以及合成的人工接頭等，利用DNA銜接酶來實現(xiàn)DNA分子的銜接載體能在大腸桿菌中自主復(fù)制對某些限制酶來說只需一個切口，并在酶作用后不影響其自主繁衍才干。從細(xì)菌核酸中易于分別和純化