工业微生物育种资料（完整版）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载）第一章：绪论一、发酵工程1、概念：利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，生产有用物质一种技术系统。一般是在发酵罐中生产，是生物加工和生物制造实现产业化的核心技术。2、突出特点：①以可再生资源为原材料；②反应条件温和（相比化学合成）多为常温常压，反应能耗低、选择性好、效率高的生产过程；③环境污染少，不产生重金属、有害化学物质；④投资较小(与反应条件直接相关）⑤能生产目前化学生产不能生产或者生产困难的性能优异的产品。所以发酵工程已成为工业领域重点发展的行业。Eg:Aas,vit与有机酸、抗生素等。3、中国发酵工程的现状：有一定的基础，但参差不齐与国外差距大，就产量而言，主要是糖化酶，高温α-ainylase,碱性蛋白酶，以糖化酶为例，自1988年引进高产的菌株后，发酵水平一直鲜有提高，酶活性仍停留在3500u/ml左右。而国外已达到50000u/ml以上。由于剂型单一及质量不稳定，中国酶制剂产品很难进入国际市场，也挡不住国际市场产品进入国内市场，总的来说，中国生产的发酵产品的产业化程度很低，科研成果转化为生产力的周期长，速度慢，技术水平和装备水平还有待进一步提高等。所以与国外的差距大，生产成本明显高于国外。4、发酵工程队促进国民经济发展的重要作用。⑴农业：如陈化粮的问题;；⑵能源：如石油的问题；⑶化学工业：医药工业（中国两大支柱产业）方面的提高等等。这些方面都能有效地提高民族工业的国际竞争力，实现国民经济的持续发展。5、发酵工程技术的内容。⑴提供高性能生产菌种的菌种技术；⑵实现低成本，大规模生产产品的发酵技术；⑶获得合格产品的分离提取技术。二、工业微生物育种在发酵工业中的地位。工业微生物：应用于发酵工业的微生物，是指通过工业规模培养能够特定产品或者达到特定社会目标的微生物。菌种技术的内容：⑴菌种筛选技术；⑵菌种选育技术；⑶菌种保藏技术。筛选是指从自然界中获得具有生产目的产物的菌株；选育是指提高菌株生产性能；保藏则是指保证菌种生产能力能长时间维持。这些都是育种学的内容。Bac育种的必要性：菌种是发酵的基础，是生产的役马。既是发酵过程成败的关键，更是体现经济效益和工作效益的关键，一个好的工业菌种可以形成和发展出一个工业形成一个产业；同样，现代工业生物技术的发展，也不断要求有新的性能更优越的工业菌种的出现。⑴人类社会可持续发展的需要。大自然中Bac资源及其丰富，据估计，地球上Bac的种类有106到107种，而被人类了解的仅占10%全世界被描述的Bac种类仅占实际的2%，目前被人类利用的Bac仅占总量的1%，人类为了自身的生存与发展，必须从自然界中索取各种资源加以利用。现在，人口急剧膨胀，工业化速度加快，自然资源特别是矿物质能源过度，过快地被消耗，环境污染日趋严重等问题，迫使人们加速开发Bac资源。利用Bac增产粮食，提供新的蛋白质资源、生产工业乙醇及氢气等洁净能源。加速环境治理，比如利用Bac初级代谢和次级代谢产物，如抗生素、Aas、酶、有机酸等。⑵发酵工业发展的需要。例如：青霉素发酵水平的提高，弗莱明在20世纪20年代发现青霉素时，所产青霉素的菌种为青霉菌，发酵单位为2u/ml,1943年，美国最早使用黄青霉，所产青霉素的单位为250u/ml。后来Demerce用X射线诱变黄青霉菌株，得到青霉素单位为500u/ml。20世纪80年代，青霉素效价为85000u/ml。⑶是中国发酵工业的现实需要。国内菌株的发酵水平与国外相比总的来说还比较落后，发酵产品的品种也较少，如酶制剂。丹麦的诺维公司生产有α-amylase糖化酶、蛋白酶、果胶酶、核酸酶、纤维素酶等品种，尽各种规格即达100多种，国内生产的一直是三大当家酶种，即糖化酶、α-amylase和蛋白酶。此外，再加上近年来陆续开发的少量品种如纤维素酶、凝乳酶、异构酶等，品种数量达到30多种。但淀粉酶的产量占酶制剂总量的75%，其他酶类则更是，品种也不全，产品结构不合理，远不能满足各行各业的需要。菌种选育的意义。⑴决定发酵产品能否具有工业的价值；⑵是发酵成败与否的关键；⑶是提高发酵工业产品的产量和质量增加了产品的品种的关键。工业Bac菌种的生产要求。稳：⑴遗传稳定，有利于产品优良性状的传递；⑵性能稳定，能保持较长的良好经济性能，菌种的优良性能不易退化；⑶目的产物的产量稳定，不随生产批次的改变而改变；⑷繁殖快，易产生营养细胞、孢子或其他繁殖体；⑸菌种生长快，种子的生长必须旺盛，在短时间内就能达到产品最佳生产期；⑹目的产物产生的时间快，产生目的产品的时间短，即发酵时间短，提高生产效益；纯：⑺菌种纯。是纯种，防止产品含有杂质，避免发生