❶ 菌种选育分子改造的目的
防止菌种退化; 解决生产实际问题; 提高生产能力; 提高产品质量; 开发新产品.
❷ 进行菌种选育是利用微生物的哪一特点
微生物菌种的选育方法
微生物
菌种选育Loremreferentibus(英语:Strain selection 日语:ひずみの选択 法语:la sélection des souches 俄语:Штаммвыбор 德语:Stammselektion )微生物菌种是决定发酵产品的工业价值以及发酵工程成败的关键,只有具备良好的菌种基础,才能通过改进发酵工艺和设备以获得理想的发酵产品。菌种用途广泛涉及食品、医药、工农业、环保等诸多领域。
自然选育
自然选育的菌种来源于自然界、菌种保藏机构或生产过程,从自然界中选育菌种的过程较为复杂,而从生产过程或菌种保藏机构得到菌种的自然选育过程较为简单。
自然选育的步骤主要是:采样,增长培养,培养分离和筛选等。采样筛选的菌种采集的对象以土壤为主,也可以是植物、腐败物品和某些水域等。土壤是微生物的汇集地,从土壤中几乎可以分离到任何所需的微生物,故土壤往往是首选的采集目标。微生物的营养需求和代谢类型与生长环境有很大关系。富集培养 由于采集样品中各种微生物数量有很大差异,若估计到要分离的菌种数量不多时,就要人为增加分离的概率,增加该菌种的数量,称为富集培养。纯种培养 尽管通过增长培养的效果很好,但是得到的微生物还是处于混杂状态,因为样品中本身含有许多种类的微生物。所以,为了取得所需的微生物纯种,增殖培养后必须进行分离。平板分离法由接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料,在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少,并逐步分散开来。如果划线适宜的话,微生物能一一分散,经培养后,可在平板表面得到单菌落。分离方法有三种:即划线分离法、稀释法和组织分离法。稀释分离法在溶液中再加入溶剂使溶液的浓度变小。亦指加溶剂于溶液中以减小溶液浓度的过程。浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=稀溶液的质量×稀溶液的质量分数生产能力考察初筛一般通过平板稀释法获得单个菌落,然后对各个菌落进行有关性状的初步测定,从中选出具有优良性状的菌落。例如,对抗生素产生菌来说,选出抑菌圈大的菌落;对于蛋白酶产生菌来说,选出透明圈大的菌落。此法快速、简便,结果直观性强。缺点是培养皿的培养条件与三角瓶、发酵罐的培养条件相差大,两者结果常不一致。
复筛指对初筛出的菌株的有关性状作精确的定量测定。一般要在摇瓶或台式发酵罐中进行培养,经过精细的分析测定,得出准确的数据。突变体经过筛选后,还必须经过小型或中型的投产试验,才能用于生产。诱变育种诱变育种一般步骤 利用各种诱变剂处理微生物细胞,提高基因的随机突变频率,扩大变异幅度,通过一定的筛选方法,获得所需要优良菌株的过程,称为诱变育种。诱变育种应注意的问题
(1)挑选优良的出发菌株 出发菌株就是用于育种的原始菌株。出发菌株适合,育种工作效率就高。参考以下实际经验选用出发菌株:①以单倍体纯种为出发菌株,可排除异核体和异质体的影响;②采用具有优良性状的菌株,如生长速度快、营养要求低以及产孢子早而多的菌株;③选择对诱变剂敏感的菌株。由于有些菌株在发生某一变异后,会提高对其它诱变因素的敏感性,故可考虑选择已发生其他变异的菌株为出发菌株。④许多高产突变往往要经过逐步累积的过程,才变得明显,所以有必要多挑选一些已经过诱变的菌株为出发菌株,进行多步育种,确保高产菌株的获得。
(2)菌悬液的制备 一般采用生理状态一致(用选择法或诱导法使微生物同步生长)的单细胞或孢子进行诱变处理。所处理的细胞必须是均匀而分散的单细胞悬液。分散状态的细胞可以均匀地接触诱变剂,又可避免长出不纯菌落。由于某些微生物细胞是多核的,即使处理其单细胞,也会出现不纯的菌落。有时,虽然处理的是单核的细胞或孢子,但由于诱变剂一般只作用于DNA双链中的某一条单链,故某一突变无法反映在当代的表型上,而是要经过DNA的复制和细胞分裂后才表现出来,于是出现了不纯菌落,这就叫表型延迟。上述两类不纯菌落的存在,也是诱变育种工作中初分离的菌株经传代后很快出现生产性状“衰退”的主要原因。鉴于上述原因,因此用于诱变育种的细胞应尽量选用单核细胞,如霉菌或放线菌的孢子或细菌的芽孢。
细胞的生理状态对诱变处理也会产生很大的影响。细菌在对数期诱变处理效果较好;霉菌或放线菌的分生孢子一般都处于休眠状态,所以培养时间的长短对孢子影响不大,但稍加萌发后的孢子则可提高诱变效率。
(3)选择简便有效、最适剂量的诱变剂 诱变剂主要有两大类,即物理诱变剂和化学诱变剂。物理诱变剂如紫外线、X射线、γ射线和快中子等;化学诱变剂种类极多,主要有烷化剂、碱基类似物和吖啶类化合物。最常用的烷化剂有N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍(NTG)、甲基磺酸乙酯(EMS) 、甲基亚硝基脲(NMU)、硫酸二乙酯(DES)和
❸ 发酵工厂菌种选育的具体方法与实验室设计
哥们你这么多要求,没悬赏分数??
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❹ 为什么有些突变菌株对末端代谢产物的结构类似物具有抗性试举例说明这些菌株对工业菌种选育的重要性。
代谢产物的反馈抑制途径被突变。提高工业菌株产量。
❺ 列举微生物发酵过程中从菌种选育、培养基配制、扩大再培养、发酵、发酵产物分提纯常用到的实验设备有哪些。
不知道你要什么规模的发酵呢,小试还是中试还是生产?
另外,你说的菌种选育里回应该是包括了培养基答配制和扩大培养啊。
所以,只能大概列下,你看下先。
菌种选育:超低温冰箱、无菌室、培养箱、摇床、分光光度计、检测设备。
培养基配制:电子天平、pH计、灭菌锅、微波炉、电磁炉、冰箱。
扩大再培养:灭菌锅、摇床、抽滤瓶(或特质金属瓶)、空调机组、臭氧发生器。
发酵:配料罐、种子罐、发酵罐、补料罐(小试用流加泵)、有时会用到在线监测设备如乙醇检测仪、生物传感器、分光光度计等、空压机、。
分离提纯:制水设备、制冷设备、浓缩机、细胞破碎仪、离心机、陶瓷膜、真空干燥设备、超低温冷干机、造粒设备(不同产品用到不同的烘干设备)等,不同工艺所用设备也不同,无法一一例举。
你可以看下下面这个网站,有比较多的设备。
❻ 何谓营养缺陷型举例说明其在工业微生物菌种选育中的应用。
营养缺陷型(auco troph):因丧失合成某些生活必需物质的能力,不能在基本培养基上生长的,突变型菌株。营养缺陷型auxotroph 指微生物等不能在无机盐类和碳源组成的合成培养基中增殖,必须补充一种或一种以上的营养物质才能生长。一如胸间氮苯缺陷型所表现的那样。另外对这样的性质则称为营养缺陷性(auxotrophy)。营养缺陷型是作为原养型的对应词来使用。 营养缺陷型式微生物遗传学研究中重要的选择标记和育种的重要手段,在发酵工业上有广泛用途。
营养缺陷型的鉴定
(1)营养缺陷型鉴定步骤
A、缺陷型类别的测定
通常分别用以下物质来代表氨基酸、维生素、核酸碱基:
①氨基酸混合物、酪素水解物或蛋白胨,代表氨基酸类
②酵母浸出液,基中氨基酸、维生素、嘌呤、嘧啶均有
③维生素混合物,代表维生素类
④核酸碱基混合液,代表嘌呤、嘧啶类。
将待测微生物从斜面上用生理盐水或缓冲液乔洗下来,离心洗涤,制成浓度为106~108ml-1菌悬液,取0.1ml加入到基本培养基中,混匀倒入平皿,制成平板。凝固后,用加圆滤纸分别浸湿沾取以上四类代表物质,覆于平板标定的位置上。培养后,观察圆滤纸片周围菌株生长情况,如出现混浊的生长圈,就可初步确定缺陷型所需的生长因子属于哪一类别,进一步复证。
B、缺陷型所需生长因子的测定
在同一平皿上测定一种缺陷型菌株对许多种生长因子的需求情况,称为生长谱法。
单一生长因子:鉴定氨基酸或维生素的营养缺陷型,较为简便的方法是分组测定法。将21种氨基酸,组合6组,每6种不同氨基酸归为一组。如果以15种维生素进行测定,则把5种维生素归为一组,共5个组合。
组别
氨基酸组合组
1
赖氨酸
精氨酸
蛋氨酸
胱氨酸
亮氨酸
异亮氨酸
2
缬氨酸
精氨酸
苯丙氨酸
酪氨酸
色氨酸
组氨酸
3
苏氨酸
蛋氨酸
苯丙氨酸
谷氨酸
脯氨酸
天冬氨酸
4
丙氨酸
胱氨酸
酪氨酸
谷氨酸
甘氨酸
丝氨酸
5
鸟氨酸
亮氨酸
色氨酸
脯氨酸
甘氨酸
谷氨酰胺
6
胍氨酸
异亮氨酸
组氨酸
天冬氨酸
丝氨酸
谷氨酰胺
组别
维生素组合组
1
维生素A
维生素B1
维生素B2
维生素B6
维生素B12
2
维生素C
维生素B1
维生素D2
维生素E
烟酰胺
3
叶酸
维生素B2
维生素D2
胆碱
泛酸钙
4
对氨基苯甲酸
维生素B6
维生素E
胆碱
肌醇
5
生物素
维生素B12
烟酰胺
泛酸钙
肌醇
测定方法:缺陷型菌株和基本培养基混合制成平板,把5组或6组生长因子直接加于同一琼脂平板上,或用滤纸片沾取后覆于琼脂平板上,培养后,观察哪一组或哪两组区产生混浊生长圈,即可确定该菌株缺陷的生长因子。
如果要测定数十或上百个缺陷型菌株时,则可改成一个平皿中加入一种生长因子,制成平板,在翻转平皿底部,几十个方格子,把每株缺陷型按编号移接到琼脂平板格子中。培养后,根据混浊圈出现情况,则可确定哪些缺陷型菌株是缺这种生长因子的。
(二)、营养缺陷型菌株的应用
其在研究和实践中都有极其重要的意义。它可作为研究代谢途径和杂交、转化、转导、原生质体融合、质粒和转座因子等遗传规律所不可缺少的标记菌种;也可作为氨基酸、维生素、碱基等物质生物测定的实验菌种;在生产中,可直接用作发酵生产核苷酸、氨基酸等代谢产物的生产菌株;也可作为菌种杂交、重组育种和利用基因工程进行育种时所不可缺少的带有特定基因标记的亲本菌株。
❼ 生长圈,抑制圈,透明圈,变色圈的原理是什么在菌种选育方面的作用
2) 变色圈法 将指示剂直接掺入固体培养基中,进行待筛选菌悬液的单菌落培养,或喷洒在已培养成分散单菌落的固体培养基表面,在菌落周围形成变色圈。如在含淀粉的平皿中涂布一定浓度的产淀粉酶菌株的菌悬液,使其呈单菌落,然后喷上稀碘液,发生显色反应。变色圈越大,说明菌落产酶的能力越强。而从变色圈的颜色又可粗略判断水解产物的情况。
3) 透明圈法 在固体培养基中渗入溶解性差、可被特定菌利用的营养成分,造成浑浊、不透明的培养基背景。将待筛选在菌落周围就会形成透明圈,透明圈的大小反映了菌落利用此物质的能力。 在培养基中掺入可溶性淀粉、酪素或CaCO3可以分别用于检测菌株产淀粉酶、产蛋白酶或产酸能力的大小。
4) 生长圈法 利用一些有特别营养要求的微生物作为工具菌,若待分离的菌在缺乏上述营养物的条件下,能合成该营养物,或能分泌酶将该营养物的前体转化成营养物,那么,在这些菌的周围就会有工具菌生长,形成环绕菌落生长的生长圈。 该法常用来选育氨基酸、核苷酸和维生素的生产菌。工具菌往往都是对应的营养缺陷型菌株。
5) 抑制圈法 待筛选的菌株能分泌产生某些能抑制工具菌生长的物质,或能分泌某种酶并将无毒的物质水解成对工具菌有毒的物质,从而在该菌落周围形成工具菌不能生长的抑菌圈。例如:将培养后的单菌落连同周围的小块琼脂用穿孔器取出,以避免其它因素干扰,移入无培养基平皿,继续培养4-5天,使抑制物积累,此时的抑制物难以渗透到其它地方,再将其移入涂布有工具菌的平板,每个琼脂块中心间隔距离为2厘米,培养过夜后,即会出现抑菌圈。抑菌圈的大小反映了琼脂块中积累的抑制物的浓度高低。该法常用于抗生素产生菌的筛选,工具菌常是抗生素敏感菌。由于抗生素分泌处于微生物生长后期,取出琼脂块可以避免各菌落所产生抗生素的相互干扰。典型的例子是春雷霉素生产菌的筛选。
❽ 代谢调控发酵在菌种选育工作中的意义是什么
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❾ 五、论述题 详细阐述菌种选育的方法有哪些
自然选育
自然选育的菌种来源于自然界、菌种保藏机构或生产过程,从自然界中选育菌种的过程较为复杂,而从生产过程或菌种保藏机构得到菌种的自然选育过程较为简单。
自然选育的步骤主要是:采样,增长培养,培养分离和筛选等。采样筛选的菌种采集的对象以土壤为主,也可以是植物、腐败物品和某些水域等。土壤是微生物的汇集地,从土壤中几乎可以分离到任何所需的微生物,故土壤往往是首选的采集目标。微生物的营养需求和代谢类型与生长环境有很大关系。富集培养 由于采集样品中各种微生物数量有很大差异,若估计到要分离的菌种数量不多时,就要人为增加分离的概率,增加该菌种的数量,称为富集培养。纯种培养 尽管通过增长培养的效果很好,但是得到的微生物还是处于混杂状态,因为样品中本身含有许多种类的微生物。所以,为了取得所需的微生物纯种,增殖培养后必须进行分离。平板分离法由接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料,在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少,并逐步分散开来。如果划线适宜的话,微生物能一一分散,经培养后,可在平板表面得到单菌落。分离方法有三种:即划线分离法、稀释法和组织分离法。稀释分离法在溶液中再加入溶剂使溶液的浓度变小。亦指加溶剂于溶液中以减小溶液浓度的过程。浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=稀溶液的质量×稀溶液的质量分数生产能力考察初筛一般通过平板稀释法获得单个菌落,然后对各个菌落进行有关性状的初步测定,从中选出具有优良性状的菌落。例如,对抗生素产生菌来说,选出抑菌圈大的菌落;对于蛋白酶产生菌来说,选出透明圈大的菌落。此法快速、简便,结果直观性强。缺点是培养皿的培养条件与三角瓶、发酵罐的培养条件相差大,两者结果常不一致。
❿ 菌种选育所面临的问题
每种方法都有其优缺点,往往我们在育种过程中,用一种方法不能得到我们所要的菌内种,可以尝试用几种容方法结合用,充分利用其优缺点,用一种方法先处理,得到一个菌种,再培养观察其生长状况,是否在往我们所希望的方向发展,若有趋势可以结合着用另一种方法再对其进行处理。