食品微生物講義第五章

1、第五章 微生物的遺傳變異和菌種選育1.微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)遺傳：親遺傳信息。物的性狀在子代得到表現(xiàn)；親物傳遞給子代一套實(shí)現(xiàn)與其相同形狀的變異：生物體在外因或內(nèi)因的作用下，遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或數(shù)量發(fā)生改變。同樣遺傳型的生物，在不同的外界條件下，會(huì)呈現(xiàn)不同的表型。這類表型上的差別，只能稱適應(yīng)或飾變，而不是真正的變異。證明核酸是遺傳變異物質(zhì)基礎(chǔ)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、噬菌體的實(shí)驗(yàn)、煙草花葉的拆開(kāi)與重組實(shí)驗(yàn)。2.微生物的突變突變：指生物體的表型突然發(fā)生的可遺傳的變化。突變的特點(diǎn)適用于整個(gè)生物界：不對(duì)應(yīng)性：突變的性狀與突變?cè)蛑g無(wú)直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2.2自發(fā)性：突變可以在沒(méi)有人為誘變稀有性：突變率低

2、且穩(wěn)定。處理下自發(fā)地產(chǎn)生。獨(dú)立性：各種突變獨(dú)立發(fā)生，不會(huì)互相影響。可誘發(fā)性：誘變劑可提高突變率。穩(wěn)定性：變異性狀穩(wěn)定可遺傳?？赡嫘裕簭脑嫉囊吧头Q為回復(fù)突變或回變。突變的機(jī)制到變異株的突變稱為正向突變，從突變株回到野生型的過(guò) 自發(fā)突變可能的機(jī)制（1）多低劑量的誘變效應(yīng)微生物自身代謝產(chǎn)物的誘變效應(yīng)互變異構(gòu)效應(yīng)環(huán)狀突變效應(yīng)2.3.2誘發(fā)突變的機(jī)制微生物的誘變育種誘變育種的步驟和方法（1）出發(fā)菌株的選擇出發(fā)菌株：用來(lái)進(jìn)行誘變或重組育種處理的起始菌株。目的：挑選出對(duì)誘變劑敏感性大、變異幅度廣、產(chǎn)量高的出發(fā)菌株。同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)：在誘變育種中，處理材料一般采用生理狀態(tài)一致的單倍體、單核

3、細(xì)胞，菌懸液的細(xì)胞應(yīng)盡可能達(dá)到的同步生長(zhǎng)狀態(tài)。單細(xì)胞(或單孢子) 懸液的誘變處理方法：選擇合適的誘變劑，然后確定其使用劑量。常用誘變劑有兩大類：物理誘變劑和化學(xué)誘變劑。5） 中間培養(yǎng)實(shí)際發(fā)生變異與變異養(yǎng)過(guò)程稱為中間培養(yǎng)。來(lái)之間相隔若干代的現(xiàn)象，稱為分離性表型延遲現(xiàn)象。其培變異處理后細(xì)胞在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)幾小時(shí)，使細(xì)胞的遺傳物質(zhì)到純的變異細(xì)胞。（6） 分離和篩選目的：采用一些簡(jiǎn)化方法，篩選出性能良好的正突變菌株，繁殖數(shù)代，以得3. 微生物的重組重組：是兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)程。組內(nèi)的遺傳，通過(guò)交換與重新組合形成新的穩(wěn)定組原核生物的轉(zhuǎn)化重組轉(zhuǎn)化：受體菌直接吸收了來(lái)自供體菌的 DN段，通過(guò)交換，把它組合到自己

4、的組中，從而獲得了供體菌的部分遺傳性狀的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)化發(fā)生的條件：在進(jìn)化過(guò)程中有密切的親緣關(guān)系受體和供體受體細(xì)胞要處于感受態(tài).的同源性供體 DN3.1.2轉(zhuǎn)導(dǎo)段（轉(zhuǎn)化因子）大小適宜，須是雙鏈 DNA轉(zhuǎn)導(dǎo)：是以噬菌體為媒介，把一個(gè)菌株的遺傳物質(zhì)導(dǎo)入另一個(gè)菌株，并使這個(gè)菌株獲得另一個(gè)菌株遺傳性狀。類型：分為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)和特異性轉(zhuǎn)導(dǎo)。3.1.3 接合接合：通過(guò)供體菌和受體菌的直接接觸傳遞遺傳物質(zhì)。真核微生物的有性雜交重組有性雜交：指在微生物的有性繁殖過(guò)程中，兩個(gè)性細(xì)胞相互接合，通過(guò)質(zhì)配、核配后形成雙倍體的合子，隨之合子進(jìn)行減數(shù)，部分可能發(fā)生交換而進(jìn)行隨機(jī)分配，由此而產(chǎn)生重組及新的遺傳型，并把遺傳性狀按一定

5、的規(guī)律性遺傳給后代的過(guò)程。3.2.2準(zhǔn)性生殖：類似于有性生殖但更原始的生殖方式，是通過(guò)同一物種兩個(gè)不同菌株的體細(xì)胞發(fā)生融合，不經(jīng)過(guò)減數(shù)而導(dǎo)致低頻率重組并產(chǎn)生重組子。4. 微生物的菌種選育在微生物工業(yè)應(yīng)用中，微生物菌種工作主要包括以下四方面： 菌種的分離篩選：挑選符合生產(chǎn)要求的菌種，這是選種工作的任務(wù)。 菌種培育： 改良已有菌種的生產(chǎn)性能，使產(chǎn)品的質(zhì)和量不斷提高，或使它更適應(yīng)于工藝的要求，這是育種工作的任務(wù)。 菌種的保藏： 一切生產(chǎn)菌種都要使它避免作的任務(wù)。和生產(chǎn)性能的下降，這是菌種保藏工菌種的復(fù)壯： 如果發(fā)現(xiàn)菌種的生產(chǎn)性能下降，就要設(shè)法使它恢復(fù)，這便是菌種復(fù)壯工作的任務(wù)。自然界工業(yè)菌種篩選程序

6、采樣土樣：微生物的營(yíng)養(yǎng)需求和代謝類型與其生長(zhǎng)環(huán)境有著很大的相關(guān)性：森林土 素酶產(chǎn)生菌；肉類附近和飯店排水溝的污水、污泥 蛋白酶等場(chǎng)所蛋白酶、淀粉酶產(chǎn)生和脂肪酶產(chǎn)生菌；面粉菌、糕點(diǎn)廠、酒廠及淀粉適宜采樣季節(jié)：溫度適中，雨量不多的秋初。采樣方法：用無(wú)菌刮鏟、土樣等有代表性的樣品； 取離地面 515cm 處的土。將到的土樣盛入滅過(guò)菌的容器中；采好的樣必須完整地標(biāo)上樣本的種類及日期、地點(diǎn)以及4下，但地點(diǎn)的地理、生態(tài)參數(shù)等；采好的樣品應(yīng)及時(shí)處理，暫不能處理的也應(yīng)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。于增殖培養(yǎng)目的：設(shè)法增加所要菌種的數(shù)量，以增加分離的幾率。方法：選擇性的配制培養(yǎng)基（如營(yíng)養(yǎng)成分、添加抑制劑等），選擇一定的培養(yǎng)條件

7、（如培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基酸堿度等）來(lái)控制。培養(yǎng)分離常用的分離方法有稀釋分離法、劃線分離法和組織分離法。篩選初篩以量（選留菌株的數(shù)量）為主：根據(jù)在平板上的直觀反應(yīng)挑選高產(chǎn)菌株復(fù)篩以質(zhì)（測(cè)定數(shù)據(jù)的精度）為主：搖瓶培養(yǎng)，對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行分析測(cè)定毒性試驗(yàn)凡是與食品工業(yè)有關(guān)的菌種，除啤酒酵母、脆壁酵母、作毒性試驗(yàn)外，其他微生物均需通過(guò)兩年以上的毒性試驗(yàn)。、米和枯草桿菌無(wú)須微生物菌種菌種的菌種的防止、復(fù)壯及保藏與復(fù)壯現(xiàn)象的措施控制傳代次數(shù)創(chuàng)造良好的培養(yǎng)條件利用不同類型的細(xì)胞進(jìn)行移種傳代4.2.2微生物菌種保藏常用的方法有：蒸餾水懸浮法、斜面?zhèn)鞔２?、礦物油中浸沒(méi)保藏、干燥-載體保藏、冷凍保藏、真空凍干保藏等方法。

8、Checkpoanisms distinctive genetic makeup is referred to as tAnotype. The expresoftotype creates traits referred to as the phenotype.The basic unit of DNA structure is a nucleotide. Each nucleotide is comed of phosphate,deoxyrie sugar, anda nitrogenous base. The nucleotides covalently bond to form as

9、ugar-phosphate linkagebonds with their counttes the backbone of each strand. The bases form hydrogenarts on the other strand. In DNA, the purine adenine (A) always pairswith the pyrimidine thymine (T), and the purine guanine (G) always pairs with the pyrimidinecytosine (C).Protein synthesis is regul

10、ated through gene induction or repres, as controlled by anoperon. Operon consists of several structural genes controlled by a common regulatory element.DNA replication is semiconservative and requires the participation of several enzymes.DNA is used to produce RNA (transcription) and RNA is then use

11、d to produce protein (translation).Unlike DNA, RNA is a single stranded, contains uracil instead of thymine and rie insteadof deoxyrie.Permanent changesmay be spontaneous or induced.ome of a microanism are known as muions. MuionsA spontaneous muion is a random changet occur without a known cause.he

12、DNA arising from errors in replicationInduced muions result from exure to known mutagens, which are primarily physical orchemical agentsteract with DNA in a disruptive manner.ermicrobial transfer and geneticbinant permit gene sharing betn bacteria. Majortypes ofrequires the attabination include conjugation, transformation, and transduction. Conjugationent of two related species and formation of a bridget can transport DNA.Transformion entails the transfer of naked DNA and requi