第九章工业微生物杂交育种

《第九章工业微生物杂交育种》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章工业微生物杂交育种（54页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第九章 工业微生物杂交育种第一节第一节 微生物杂交微生物杂交一、杂交的意义一、杂交的意义优点：优点：1 1、使两亲株的优良性状集中于重组体内，获得新品种。、使两亲株的优良性状集中于重组体内，获得新品种。2 2、重组体不仅可克服因长期诱变造成的生活力下降，代、重组体不仅可克服因长期诱变造成的生活力下降，代谢缓慢等缺陷，也可以提高对诱变剂的敏感性。谢缓慢等缺陷，也可以提高对诱变剂的敏感性。3 3、总结遗传物质的转移和传递规律，丰富并促进遗传学、总结遗传物质的转移和传递规律，丰富并促进遗传学理论的发展。理论的发展。二、微生物杂交育种基本程序二、微生物杂交育种基本程序 选择原始亲本选择原始亲本诱变筛选

2、直接亲本诱变筛选直接亲本直接亲本之直接亲本之间亲和力鉴定间亲和力鉴定杂交杂交分离到基本培养基或选择性分离到基本培养基或选择性培养基培养培养基培养筛选重组体筛选重组体重组体分析鉴定重组体分析鉴定 三、杂交过程中亲本和培养基的选择三、杂交过程中亲本和培养基的选择（一）亲本菌株的选择（一）亲本菌株的选择1 1、原始亲本、原始亲本（1 1）具有优良性状：高产、代谢快，产孢子能力强等。）具有优良性状：高产、代谢快，产孢子能力强等。（2 2）具有野生型遗传标记：如孢子颜色等。）具有野生型遗传标记：如孢子颜色等。2 2、直接亲本、直接亲本 直接用于杂交配对的菌株，由原始亲本菌株经诱变剂处直接用于杂交配对的菌

3、株，由原始亲本菌株经诱变剂处理后选出。理后选出。（1 1）性状优良）性状优良（2 2）利于筛选的遗传标记）利于筛选的遗传标记 杂交育种最好采用具有杂交育种最好采用具有明显遗传性状差异大明显遗传性状差异大的近亲菌株的近亲菌株为直接亲本。为直接亲本。（二）培养基（二）培养基完全培养基（完全培养基（CM）：）：天然有机物天然有机物基本培养基（基本培养基（MM）：）：无机化合物无机化合物有限培养基（有限培养基（LM）：）：MM或蒸馏水或蒸馏水10%20%CM补充培养基（补充培养基（SM）：）：MM特定物质特定物质发酵培养基：发酵培养基：适合产物合成的培养基适合产物合成的培养基 培养基（除培养基（除CM

4、）配制所用试剂必须为化学纯以上，）配制所用试剂必须为化学纯以上，有机物也需纯净；器皿也不得含任何有机物。有机物也需纯净；器皿也不得含任何有机物。四、杂交育种的遗传标记四、杂交育种的遗传标记1. 营养缺陷型标记营养缺陷型标记：可选单缺、双缺或多缺型，通常：可选单缺、双缺或多缺型，通常用双缺陷型标记；用双缺陷型标记；2. 抗性标记：抗性标记：抗逆性（耐高温、高盐和高抗逆性（耐高温、高盐和高pH等）和抗等）和抗药性；药性；3. 温度敏感性标记：温度敏感性标记：许可温度下生长，非许可温度下许可温度下生长，非许可温度下不生长。不生长。4. 其他性状标记：其他性状标记：孢子颜色、菌落形态结构、色素等。孢子

5、颜色、菌落形态结构、色素等。五、杂交育种方法五、杂交育种方法1 1、常规杂交育种、常规杂交育种 利用有性生殖、准性生殖、接合、转化、转导、溶利用有性生殖、准性生殖、接合、转化、转导、溶源转换和转染等自然过程完成。源转换和转染等自然过程完成。2 2、原生质体融合育种、原生质体融合育种 酶解破除细胞壁后制备原生质体，然后诱导原生质酶解破除细胞壁后制备原生质体，然后诱导原生质体融合杂交，双亲本不受亲和力限制，甚至可打破种属体融合杂交，双亲本不受亲和力限制，甚至可打破种属间遗传障碍，获得远缘杂交重组体。间遗传障碍，获得远缘杂交重组体。半知菌的准性生殖示意图半知菌的准性生殖示意图在微生物中各种形式基因重

6、组的比较在微生物中各种形式基因重组的比较 重组范围重组范围整套染色体整套染色体局部杂合局部杂合供体和受体间的关系供体和受体间的关系高频率高频率低频率低频率部分染部分染色体色体个别或个别或少数基少数基因因细胞融合或联结细胞融合或联结性细胞性细胞真菌的有真菌的有性生殖性生殖体细胞体细胞真菌的准性生殖真菌的准性生殖细胞间暂时沟通细胞间暂时沟通细菌的细菌的接合接合性性 导导细胞间不接触细胞间不接触吸收游离吸收游离DNADNA片段片段转转 化化噬菌体携带噬菌体携带DNADNA转转 导导由噬菌体提供由噬菌体提供遗传物质遗传物质* *完整噬菌体完整噬菌体溶源转溶源转变变噬菌体噬菌体DNADNA转染转染* *

7、虽不属重组虽不属重组, ,但与转导和转化有某些相似处但与转导和转化有某些相似处, ,可供比较。可供比较。 第二节第二节 细菌杂交育种细菌杂交育种一、细菌繁殖和遗传结构一、细菌繁殖和遗传结构1. 遗传物质：遗传物质：拟核（环状染色体）、拟核（环状染色体）、质粒（质粒（F因子、因子、R因子、因子、col质粒等。质粒等。2. 繁殖方式：繁殖方式：裂殖，细胞数量呈裂殖，细胞数量呈2n级别增加。级别增加。二、细菌杂交的概况和原理二、细菌杂交的概况和原理（一）细菌接合与（一）细菌接合与F F性因子性因子 接合是指两个性别不同的微生物细胞之间接合是指两个性别不同的微生物细胞之间接触接触，遗，遗传物质传物质转

8、移、交换、重组转移、交换、重组，形成一个新个体。，形成一个新个体。 细菌结合时的遗传物质为单向转移，并且要具有性细菌结合时的遗传物质为单向转移，并且要具有性别（别（ F F性因子）。性因子）。a）F-菌株菌株(“雌性雌性”菌株菌株)，不含，不含F因因子，没有性菌毛，但可以通过接合子，没有性菌毛，但可以通过接合作用接收作用接收F因子而变成因子而变成F+菌株；菌株；b）F+菌株菌株(“雄性雄性”菌株菌株)， F因子因子独立存在，细胞表面有性菌毛。独立存在，细胞表面有性菌毛。c c）HfrHfr菌株菌株，F F因子插入到染色体因子插入到染色体DNADNA上上，细胞表面有性菌毛。，细胞表面有性菌毛。d

9、 d）FF菌株菌株，Hfr菌株内的菌株内的F因子因因子因不正常切割而脱离染色体时，形成不正常切割而脱离染色体时，形成游离的但携带一小段染色体基因的游离的但携带一小段染色体基因的F因子，特称为因子，特称为F因因 子。子。（二）大肠杆菌杂交与菌株类型（二）大肠杆菌杂交与菌株类型1） F+F-杂交杂交2 2）Hfr Hfr F-杂交杂交 Hfr菌株仍然保持着菌株仍然保持着F+细胞的特征，具有细胞的特征，具有F性菌毛，并象性菌毛，并象F+一样与一样与F-细胞进行接合。细胞进行接合。 所不同的是，当所不同的是，当OriT序列被缺刻螺旋酶序列被缺刻螺旋酶识别而产生缺口后，识别而产生缺口后，F因子的先导区因

10、子的先导区(leading region)结合着染色体结合着染色体DNA向受体细胞转移。向受体细胞转移。 F因子除先导区以外，其余绝大部分是处因子除先导区以外，其余绝大部分是处于转移染色体的末端，由于转移过程常被中于转移染色体的末端，由于转移过程常被中断，因此断，因此F因子不易转入受体细胞中。因子不易转入受体细胞中。 HfrF-杂交后的受体细胞杂交后的受体细胞(或接合子或接合子)大多大多数仍然是数仍然是F-。 染色体上越靠近染色体上越靠近F因子的先导区的基因，进入的机会因子的先导区的基因，进入的机会就越多，在就越多，在F-中出现重组子的的时间就越早，频率也高。中出现重组子的的时间就越早，频率也

11、高。3 3）FFF-杂交杂交 Hfr菌株内的菌株内的F因子因不正常切割因子因不正常切割而脱离染色体时，形成游离的但携而脱离染色体时，形成游离的但携带一小段染色体基因的带一小段染色体基因的F因子，特因子，特称为称为F因子。因子。FF-与与F+F-的不同：的不同： 供体的部分染色体基因随供体的部分染色体基因随F一起一起转入受体细胞转入受体细胞a）与染色体发生重组；）与染色体发生重组；b）继续存在于）继续存在于F因子上，形成一种因子上，形成一种部分二倍体；部分二倍体；三、细菌杂交方法与技术三、细菌杂交方法与技术1. 杂交亲本菌株选择、标记菌株和性别菌株的获得杂交亲本菌株选择、标记菌株和性别菌株的获得