菌种的退化与保藏课件.ppt

关于菌种的退化与保藏
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第一节 菌种退化及防治
第二节 菌种保藏
第三节 菌种保藏机构
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菌种是各个国家的重要自然资源，尤其是优良的工业生产菌种是有野生型菌种经过诱变育种、杂交育种、代谢工程等育种方法筛选得到的，其获得非常不容易，往往要花费很长的时间和大量的人力、物力。但微生物菌种在传代繁殖和保藏过程中会出现退化现象。所以，在科研和生产中应该设法减少菌种的退化和死亡。菌种保藏是一项重要的工业微生物学基础工作，其目的是保证菌种经过较长时间保藏后仍然保持较强的生活力，不被其他杂菌污染，且形态特征和生理性状尽可能不发生变异，以便今后长期使用。
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第一节菌种的退化及防治
一、菌种退化
所谓菌种退化是指生产菌种和优良菌种由于传代或保藏之后，群体中的某些生理特征或形态特征逐渐减退或消失，如生产菌株生产性状的劣化、遗传标记的丢失、典型性状变得不典型等。菌种退化是一个有量变到质变的逐渐的演化过程。开始时，在微生物群体中仅出现个别负变细胞，随着连续传代，负变细胞开始增加，最后在群体中占了优势，导致产量下降和优良性状丧失。
二、菌种退化的原因

微生物在移种传代过程中会发生自发突变，这些突变包括高产菌株的回复突变和新的负变菌株，它们都是低产菌株。开始时，这些突变菌株在群体所占的比例很小，但由于这些低产菌株的生长速率往往大于高产菌株，所以经过传代后，它们在群体中的数量逐渐增多，直至占优势，表现为退化现象。
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在育种过程中经常会出现初筛时产量很高，而复筛时产量又下降了的情况。这其实也是一种退化现象，气主要原因是由表型延迟造成的。一般突变都发生在DNA的单股链上的某个位点，经过DNA复制和细胞分裂后，一个细胞为突变细胞，另一个细胞为正常细胞。经过传代繁殖，正常细胞由于成长速率比高产菌株快，因此，在数量上占了优势，导致了产量的下降。
某些丝状菌的生活史中只有菌丝体不产生孢子，其菌丝为多核细胞，如果这些菌丝体在诱变过程中仅有一个核发生高产基因突变，那么，经过几代繁殖后将会出现分离现象，导致性状退化。
如果突变后产生的后代是非整倍体或部分二倍体，在繁殖过程中也会发生性状分离，出现低产细胞，导致退化。
除了核基因突变外，某些控制产量的质粒脱落或核DNA与质粒DNA复制不一致（如质粒DNA的复制速度比核DNA低）也会导致菌种退化。
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微生物自发突变都是通过繁殖传代发生的，移种代数越多，发生突变的概率就越高。另外，基因突变在开始仅发生在个别细胞，如果不传代，个别低产细胞不会影响群体的表型。只有通过传代繁殖后，低产细胞才能在数量上占优势，使群体表型发生变化，即导致菌种退化。

1）不同的环境条件可以诱发不同功能的基因显性
生物体的显性和隐性是相对的，它们可以随着环境条件的改变而变化。一个优良菌株在不良的培养条件或保藏条件下，其高产性状也会变成隐性性状，即高产特征不会表现出来。
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2）培养基的影响
培养基会影响不同类型细胞和细胞核的数量。这是由于不同培养基会影响群体细胞中高产突变细胞和低产野生型细胞是生长速度，从而使高产成本细胞和低产细胞的数量发生变化。对丝状微生物来说，不同的培养基也会使不同的类型的细胞核的数量发生变化。
培养基也会影响菌种的培养特征和形态特征。同一菌种在不同培养基上会出现不同的菌落形态，例如含高氨培养基不利于放线菌产生菌丝和孢子的形成。
3）培养条件的影响
除了培养基外，培养条件如温度、湿度、PH值、O2等也会影响菌种的退化，尤其是高温对菌种非常不利，这可能与高温容易使某些酶失活和容易引起质粒脱落有关。
4）保藏条件
不良的保藏条件也会引起菌种退化。保藏条件要求绝氧、干燥、低温。
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三、菌种退化的防治
遗传是相对的，变异是绝对的，所以菌种退化是不可避免的。因此，要求积极采取措施防止菌种退化。为了防止菌种退化，需要采取以下措施

连续传代是加速菌种退化的直接原因。因此要防止菌种退化，首先要减少传代次数。要尽量避免不必要的传代，并将必要的传代降低到最低限度。

放线菌和霉菌的菌丝细胞是多核的，其中也可能异核体或部分二倍体，所以，用菌丝接种、传代易产生分离现象，会导致菌种退化。因此，要用单核的孢子进行移种，最好选用单菌落的孢子进行传代，因为单菌落是由单个孢子发育而形成的，其遗传特征一致，不会发生分离