微生物菌種選育的方法(五論述題詳細(xì)闡述菌種選育的方法)

1.五、論述題 詳細(xì)闡述菌種選育的方法有哪些

自然選育 自然選育的菌種來(lái)源于自然界、菌種保藏機(jī)構(gòu)或生產(chǎn)過(guò)程，從自然界中選育菌種的過(guò)程較為復(fù)雜，而從生產(chǎn)過(guò)程或菌種保藏機(jī)構(gòu)得到菌種的自然選育過(guò)程較為簡(jiǎn)單。

自然選育的步驟主要是：采樣，增長(zhǎng)培養(yǎng)，培養(yǎng)分離和篩選等。采樣 篩選的菌種采集的對(duì)象以土壤為主，也可以是植物、腐敗物品和某些水域等。

土壤是微生物的匯集地，從土壤中幾乎可以分離到任何所需的微生物，故土壤往往是首選的采集目標(biāo)。微生物的營(yíng)養(yǎng)需求和代謝類(lèi)型與生長(zhǎng)環(huán)境有很大關(guān)系。

富集培養(yǎng) 由于采集樣品中各種微生物數(shù)量有很大差異，若估計(jì)到要分離的菌種數(shù)量不多時(shí)，就要人為增加分離的概率，增加該菌種的數(shù)量，稱(chēng)為富集培養(yǎng)。純種培養(yǎng) 盡管通過(guò)增長(zhǎng)培養(yǎng)的效果很好，但是得到的微生物還是處于混雜狀態(tài)，因?yàn)闃悠分斜旧砗性S多種類(lèi)的微生物。

所以，為了取得所需的微生物純種，增殖培養(yǎng)后必須進(jìn)行分離。平板分離法由接種環(huán)以無(wú)菌操作沾取少許待分離的材料，在無(wú)菌平板表面進(jìn)行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線，微生物細(xì)胞數(shù)量將隨著劃線次數(shù)的增加而減少，并逐步分散開(kāi)來(lái)。

如果劃線適宜的話，微生物能一一分散，經(jīng)培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。分離方法有三種：即劃線分離法、稀釋法和組織分離法。

稀釋分離法 在溶液中再加入溶劑使溶液的濃度變小。亦指加溶劑于溶液中以減小溶液濃度的過(guò)程。

濃溶液的質(zhì)量*濃溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=稀溶液的質(zhì)量*稀溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)生產(chǎn)能力考察 初篩一般通過(guò)平板稀釋法獲得單個(gè)菌落，然后對(duì)各個(gè)菌落進(jìn)行有關(guān)性狀的初步測(cè)定，從中選出具有優(yōu)良性狀的菌落。例如，對(duì)抗生素產(chǎn)生菌來(lái)說(shuō)，選出抑菌圈大的菌落；對(duì)于蛋白酶產(chǎn)生菌來(lái)說(shuō)，選出透明圈大的菌落。

此法快速、簡(jiǎn)便，結(jié)果直觀性強(qiáng)。缺點(diǎn)是培養(yǎng)皿的培養(yǎng)條件與三角瓶、發(fā)酵罐的培養(yǎng)條件相差大，兩者結(jié)果常不一致。

2.菌種的選育方法有哪些

我們通過(guò)對(duì)微生物遺傳變異的研究，在掌握其基本規(guī)律的基 礎(chǔ)上，可以從中選育出符合生產(chǎn)需要的優(yōu)良菌種。

目前，主要有 以下菌種的選育方法：1。生產(chǎn)育種生產(chǎn)中，一些菌株會(huì)以一定的頻率發(fā)生自然突 變，有些變異菌株的品質(zhì)會(huì)優(yōu)于原菌株。

我們可以通過(guò)分離、培 養(yǎng)、測(cè)定就可以從中將其選育出來(lái)，應(yīng)用到生產(chǎn)中去，這就是通 常所說(shuō)的生產(chǎn)育種。 如：黑曲霉M188是由上海工業(yè)微生物研究 所從原有的黑曲霉菌中篩選出來(lái)的，比原菌種含有較高的酸性蛋 白酶。

五通橋毛霉（AS3。25）是從四川五通橋地區(qū)的腐乳廠生 產(chǎn)用的毛霉菌中篩選分離出來(lái)的新菌種。

AS3。 2778是從北京王 致和食品廠生產(chǎn)用菌中分離篩選出的放射毛霉，滬釀1。

01醋酸 菌是從丹東釀造廠生產(chǎn)用菌中篩選獲得的。2。

誘變育種為了提高獲得優(yōu)良突變體的效率，采用物理或 化學(xué)的因素對(duì)微生物菌群進(jìn)行處理，促使菌群產(chǎn)生突變體，在從 中篩選出符合要求的突變菌株，這就是誘變育種。實(shí)踐證明，誘 變育種是一種最主要、最廣泛使用的育種方法。

目前醬油生產(chǎn)中普遍使用的滬釀3。042米曲霉，是以中科AS3。

863為出發(fā)菌，通過(guò)紫外線誘變，再經(jīng)高蛋白培養(yǎng)基馴化培 養(yǎng)獲得的一個(gè)突變菌，現(xiàn)由中國(guó)科學(xué)院微生物研究所保藏并定名 為中科AS3。 951。

其與出發(fā)菌相比，分生孢子穗增大，生長(zhǎng)速度 快。 又如：UV—11(AS3。

4309)是由自然選育的黑曲霉202為 出發(fā)菌，再經(jīng)紫外線誘變獲得的變異菌，其糖化能力提高近8 倍。白酒和食醋生產(chǎn)中應(yīng)用的東酒1號(hào)菌種，是由滬釀?shì)p研2號(hào) 經(jīng)由MCo射線和乙烯亞胺誘變，糖化力提高20%。

3.微生物菌種的選育方法是什么

隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)中使用的微生物菌種就會(huì)提出新的 要求，而要實(shí)現(xiàn)這一要求，必須選育新的性能更優(yōu)良的菌種。

選 育菌種的目的是為了得到酶活力更強(qiáng)的菌株、代謝能力增強(qiáng)的菌 株（如產(chǎn)醋酸能力強(qiáng)）、適應(yīng)性強(qiáng)的菌株（如耐高溫菌株、耐高 滲菌株）和能產(chǎn)生新的酶系或新的代謝產(chǎn)物的菌株等。 選育新菌種的方法很多，前面已有簡(jiǎn)單介紹。

較簡(jiǎn)單的方法 是生產(chǎn)篩選育種法，較復(fù)雜的方法是誘變育種法，最復(fù)雜的方法 是雜交育種法。1。

生產(chǎn)篩選育種法這種方法實(shí)際上和微生物菌種復(fù)壯一 樣，只不過(guò)目的不同。菌種復(fù)壯只要求菌種的性能恢復(fù)到原有的 水平就可以了，而生產(chǎn)篩選育種法要求其菌種是比原有菌種更佳 的新菌種，必須加大工作的重復(fù)性才能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。

2。誘變育種法能顯著誘發(fā)微生物細(xì)胞變異（基因突變） 的因素稱(chēng)為誘變劑。

誘變劑分為物理誘變劑及化學(xué)誘變劑。常用 的物理誘變劑有紫外線、X射線、y射線、6°CO和快中子，常用 的化學(xué)誘變劑有氮、芥子氣、亞硝酸、磷酸二乙酯、甲基磺酸乙 酯、甲基硝基亞硝基胍、5—溴尿嘧啶、2 —氨基嘌呤。

誘變劑引 起微生物細(xì)胞變異的頻率要比自然的變異高得多，所以誘變育種 能為我們提供更多的獲得優(yōu)良菌種的機(jī)會(huì)。

4.選育菌種的常用方法有哪些

1。

自然選育 ? 在生產(chǎn)過(guò)程中，不經(jīng)過(guò)人工處理，利 用菌種的自發(fā)突變，從而選育出優(yōu)良品 種的過(guò)程，叫做自然選育。菌種的自發(fā) 突變往往存在兩種可能性：一種是菌種 衰退，生產(chǎn)性能下降；另一種是代謝更加 旺盛，生產(chǎn)性能提高。

例如谷氨酸發(fā)酵 過(guò)程中，人們從噬菌體污染的發(fā)酵液中 分離出抗噬菌體的菌種，但自發(fā)突變的 頻率極低，出現(xiàn)優(yōu)良性狀的概率較小，所 以需要堅(jiān)持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才有效果。 2。

誘變育種 誘變育種是指用人工的方法處理微 生物，使它們發(fā)生突變，再?gòu)闹泻Y選出符 合要求的突變菌株，供生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn) 用。誘變育種與其他育種方法相比，具 有操作簡(jiǎn)便、速度快和收效大的優(yōu)點(diǎn)，至 今仍是一種重要的廣泛應(yīng)用的微生物育 種的方法。

3。 細(xì)胞工程育種 細(xì)胞工程育種主要是運(yùn)用了原生質(zhì) 體融合的原理，然后用體細(xì)胞雜交等方 法來(lái)構(gòu)建工程細(xì)胞。

細(xì)胞工程育種能夠 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，定向改變 遺傳性狀。 4。

基因工程育種 基因工程育種的原理就是基因重 組，是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞來(lái)構(gòu)建 工程菌。 它的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)微生物的定向 變異，但是技術(shù)難度大，要求高。

例如， 生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素的工程菌就屬于基因工。

5.微生物育種中幾種方法各有什么優(yōu)缺點(diǎn)

自然選育（從自然界直接分離純化）簡(jiǎn)單易行，但獲得優(yōu)良菌種幾率小。

人工育種中：

誘變育種實(shí)際上跟自然育種差不多，就是用誘發(fā)突變的方式增加了突變率，突變率高但有用突變的幾率低，相當(dāng)于自然育種略微發(fā)展一下，稍微麻煩一點(diǎn)（其實(shí)是操作人員危險(xiǎn)大）。

雜交育種麻煩多了，操作環(huán)境和技術(shù)要求較高，但可靠率很高，比較容易組合出想要的菌種。

基因工程或者說(shuō)轉(zhuǎn)基因就更麻煩了，失敗率也高，但是只要成功結(jié)果也就更好，可以完全按照要求做出想要的形狀。

總之就是一個(gè)比一個(gè)麻煩，一個(gè)比一個(gè)容易接近要求。

6.有誰(shuí)知道菌種自然選育的步驟

自然選育

在生產(chǎn)過(guò)程中，不經(jīng)過(guò)人工處理，利用菌種的自發(fā)突變，從而選育出優(yōu)良菌種的過(guò)程，叫做自然選育。菌種的自發(fā)突變往往存在兩種可能性：一種是菌種衰退，生產(chǎn)性能下降；另一種是代謝更加旺盛，生產(chǎn)性能提高。具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和善于觀察的工作人員，就能利用自發(fā)突變而出現(xiàn)的菌種性狀的變化，選育出優(yōu)良菌種。例如，在谷氨酸發(fā)酵過(guò)程中，人們從被噬菌體污染的發(fā)酵液中分離出了抗噬菌體的菌種。又如，在抗生素發(fā)酵生產(chǎn)中，從某一批次高產(chǎn)的發(fā)酵液取樣進(jìn)行分離，往往能夠得到較穩(wěn)定的高產(chǎn)菌株。但自發(fā)突變的頻率較低，出現(xiàn)優(yōu)良性狀的可能較小，需堅(jiān)持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能收到效果。

7.微生物育種技術(shù)有哪些

其方法通常為自然選育和人工選育兩類(lèi)，可單獨(dú)使用，也可交叉進(jìn)行。

DNA Shuffling技術(shù)編輯隨著PCR技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，1994年美國(guó)的stemmer提出了一個(gè)全新的人工分子進(jìn)化技術(shù)——DNA Shuffling（又稱(chēng)洗牌技術(shù)），該技術(shù)能模擬生物在數(shù)百年間發(fā)生的分子進(jìn)化過(guò)程，并可在短的實(shí)驗(yàn)循環(huán)中定向篩選出特定基因編碼的酶蛋白活性提高幾百倍甚至上萬(wàn)倍的功能性突變基因。其基本原理是將來(lái)源不同但功能相同的一組同源基因，用DNA核酸酶I進(jìn)行消化 產(chǎn)生隨機(jī)小片段，由這些小片段組成一個(gè)文庫(kù)，使之互為引物和模板，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，當(dāng)一個(gè)基因拷貝片段作為另一個(gè)基因拷貝的引物時(shí)，引起模板轉(zhuǎn)換，重組因而發(fā)生，導(dǎo)入體內(nèi)后，選擇正突變體作新一輪的體外重組。

一般通過(guò)2-3次循環(huán)，課獲得產(chǎn)物大幅度提高的重組突變體。2自然選育編輯對(duì)自然界中的微生物，在未經(jīng)人工誘變或雜交處理的情況下進(jìn)行分離和純化（見(jiàn)微生物的分離和純化），然后進(jìn)行純培養(yǎng)和測(cè)定（見(jiàn)微生物測(cè)定法），擇優(yōu)選取微生物的菌種。

這種方法簡(jiǎn)單易行，但獲得優(yōu)良菌種的幾率小，一般難以滿足生產(chǎn)的需要。3人工選育編輯分誘變育種和雜交育種兩種。

誘變育種以誘發(fā)基因突變?yōu)槭侄蔚奈⑸镉N技術(shù)。1927年，H.J. 馬勒發(fā)現(xiàn)X射線有增加突變率的效果；1944年，C.奧爾巴克首次發(fā)現(xiàn)氮芥子氣的誘變效應(yīng)；隨后，人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)許多物理的（如紫外線、γ射線、快中子等）和化學(xué)的誘變因素。

化學(xué)誘變因素分為3種：①誘變劑與一個(gè)或多個(gè)核酸堿基發(fā)生化學(xué)變化，使DNA復(fù)制時(shí)堿基置換而引起變異，如羥胺亞硝酸、硫酸二乙酯、甲基磺酸乙酯、硝基胍、亞硝基甲基脲等；②誘變劑是天然堿基的結(jié)構(gòu)類(lèi)似物，在復(fù)制時(shí)參入DNA分子中引起變異，如5-溴尿嘧啶、5-氨基尿嘧啶、8-氮鳥(niǎo)嘌呤和2-氨基嘌呤等；③誘變劑在DNA分子上減少或增加1~2個(gè)堿基，使堿基突變點(diǎn)以下全部遺傳密碼的轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)生錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致碼組移動(dòng)突變體的出現(xiàn)，如吖啶類(lèi)物質(zhì)和一些氮芥衍生物（ICR）等。誘變育種操作簡(jiǎn)便，突變率高，突變譜廣，它不僅能提高產(chǎn)量，改進(jìn)質(zhì)量，還可擴(kuò)大產(chǎn)品品種和簡(jiǎn)化工藝條件。

如1943年從自然界分離到的青霉素產(chǎn)生菌的效價(jià)只有20單位/毫升，經(jīng)過(guò)一系列的誘變育種后，效價(jià)已達(dá)40000單位/毫升；金霉素產(chǎn)生菌經(jīng)誘變后，發(fā)酵液中又積累了去甲基金霉素；谷氨酸棒桿菌1299經(jīng)紫外線誘變后，有的能產(chǎn)賴(lài)氨酸，有的能產(chǎn)纈氨酸，增加了產(chǎn)品的種類(lèi)；土霉素產(chǎn)生菌經(jīng)誘變后，選到了能減少泡沫的突變菌株，從而提高了發(fā)酵罐的利用率。誘變育種的不足是缺乏定向性。

雜交育種不同基因型的品系或種屬間，通過(guò)交配或體細(xì)胞融合等手段形成雜種，或者是通過(guò)轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)形成重組體，再?gòu)倪@些雜種或重組體或是它們的后代中篩選優(yōu)良菌種。通過(guò)這種方法可以分離到具有新的基因組合的重組體，也可以選出由于具有雜種優(yōu)勢(shì)而生長(zhǎng)旺盛、生物量多、適應(yīng)性強(qiáng)以及某些酶活性提高的新品系。

雜交育種的方式因?qū)嶒?yàn)菌株的生殖方式不同而異，如有性雜交、準(zhǔn)性重組、原生質(zhì)體融合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、雜種質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化等；但是，選擇親株、分離群體后代的培養(yǎng)、擇優(yōu)去劣和雜種遺傳分析的過(guò)程基本是相同的。雜交法一般指有交配反應(yīng)的菌株進(jìn)行交配或接合而形成雜種。

這種方法適用范圍很廣，在酒類(lèi)、面包、藥用和飼料酵母的育種，鏈霉菌和青霉菌抗生素產(chǎn)量的提高，曲霉的酶活性增強(qiáng)等方面均已獲得成功。體細(xì)胞融合是在不具性反應(yīng)的品系或種屬間細(xì)胞融合和染色體重組，先用酶溶解細(xì)胞壁，再用氯化鈣-聚乙二醇處理原生質(zhì)體，促使融合，獲得雜種。

此法在工業(yè)微生物的菌種改良中有積極作用。轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)首先應(yīng)用于細(xì)菌，現(xiàn)已廣泛用于鏈霉菌和酵母菌等。

隨著重組DNA技術(shù)的發(fā)展，重組質(zhì)粒的構(gòu)建和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的確立，已可將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞內(nèi)，得到能產(chǎn)生具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生物活性物質(zhì)（如疫苗、酶等）的株系。微生物與釀造工業(yè)、食品工業(yè)、生物制品工業(yè)等的關(guān)系非常密切，其菌株的優(yōu)良與否直接關(guān)系到多種工業(yè)產(chǎn)品的好壞，甚至影響人們的日常生活質(zhì)量，所以培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的微生物菌株十分必要。

微生物育種的目的就是要把生物合成的代謝途徑朝人們所希望的方向加以引導(dǎo)，或者促使細(xì)胞內(nèi)發(fā)生基因的重新組合優(yōu)化遺傳性狀，人為地使某些代謝產(chǎn)物過(guò)量積累，獲得所需要的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和低耗的菌種。作為途徑之一的誘變育種一直被廣泛應(yīng)用。

目前，國(guó)內(nèi)微生物育種界主要采用的仍是常規(guī)的物理及化學(xué)因子等誘變方法。此外，原生質(zhì)體誘變技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于酶制劑、抗生素、氨基酸、維生素等的菌種選育中，并且取得了許多有重大應(yīng)用意義的成果。

4誘變育種編輯1.1物理誘變1.1.1紫外照射紫外線照射是常用的物理誘變方法之一，是誘發(fā)微生物突變的一種非常有用的工具。DNA 和RNA 的嘌呤和嘧啶最大的吸收峰在260nm，因此在260nm 的紫外輻射是最有效的致死劑。

紫外輻射的作用已有多種解釋?zhuān)容^確定的作用是使DNA 分子形成嘧啶二聚體[1]。二聚體的形成會(huì)阻礙堿基間正常配對(duì)，所以可能導(dǎo)致突變甚至死亡[2]。

紫外照射誘變操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，一般實(shí)驗(yàn)。