普通高等教育“十二五”规划教材：工业微生物育种学（第4版）

　　目录第三版序第二版序第一版序第四版前言第三版前言第二版前言第一版前言第一章 绪论 1第一节 工业微生物育种在生物发酵产业中的地位 1第二节 工业微生物育种的进展 1思考题 4第二章 遗传物质的基础 5第一节 染色体 5一、染色体形态 5二、原核生物及病毒染色体结构 6三、真核生物染色体结构 7四、染色体数目 7第二节 核酸 9一、核酸 9二、RNA 9三、DNA 10第三节 基因的组织与结构 11一、基因组 11二、基因 12三、遗传密码 13思考题 15第三章 基因突变 16第一节 突变的分子机制 16一、基因突变 17二、染色体畸变和染色体组变 19第二节 突变引起遗传性状改变及突变型的种类 20一、突变引起遗传性状改变 20二、突变型的种类 22第三节 突变体的形成 25一、突变体的形成过程 26二、突变的修复 27三、突变的表型效应 32四、表型延迟 33思考题 34第四章 工业微生物育种诱变剂 35第一节 物理诱变剂 35一、物理诱变剂的生物学效应 35二、非电离辐射——紫外线 36三、电离辐射 39四、近年来发展的新型物理诱变剂 41第二节 化学诱变剂 43一、碱基类似物 44二、烷化剂 47三、脱氨剂(以亚硝酸为例) 52四、移码诱变剂 54五、羟化剂(以羟胺为例) 54六、金属盐类 55七、其他化学诱变剂 55八、化学诱变剂的安全操作 57思考题 57第五章 工业微生物产生菌的分离筛选 58第一节 含微生物样品的采集 58一、从土壤中采样 58二、根据微生物生理特点采样 60三、特殊环境下采样 61第二节 含微生物样品的富集培养 61一、控制培养基的营养成分 62二、控制培养条件 62三、抑制不需要的菌类 63第三节 好氧微生物的分离 63一、稀释涂布分离法和划线分离法 64二、利用平皿中的生化反应进行分离 64三、组织分离法 67四、单细胞或单孢子分离法 68五、通过控制营养和培养条件进行分离 69第四节 厌氧微生物的分离 70第五节 产目的产物的野生菌的筛选和菌株鉴定 74一、初筛 74工业微生物育种学二、复筛 75三、菌株鉴定 76第六节 极端环境微生物的分离筛选 76一、极端环境微生物的采样、分离筛选 77二、极端微生物酶分子生物学研究 80第七节 生物可降解塑料菌株的分离筛选 82一、生物可降解塑料概况 82二、获得生物可降解塑料的微生物途径和菌株分离方法 83三、PHA的合成机制和发酵特点 85思考题 85第六章 工业微生物诱变育种 86第一节 诱变育种的试验设计和准备工作 87一、诱变前对出发菌株的了解 88二、全面了解菌种特性及其与生产性能的关系 89三、了解影响菌种生长发育的主要因素 90四、了解菌种有效产物中的各种组分在代谢合成过程中与培养条件的关系 91五、建立一个准确、简便、快速检测产物的方法 92六、研究最佳的菌种保藏培养基和培养条件 92第二节 诱变育种的步骤与方法 92一、出发菌株的选择 92二、出发菌株的纯化 95三、单孢子(或单细胞)悬液的制备 96四、诱变剂及诱变剂量 97五、诱变剂的处理方法 101六、影响突变率的因素 103思考题 105第七章 工业微生物变株传统筛选和高通量筛选 106第一节 突变株的传统分离与筛选 106一、突变株分离过筛选的基本环节 107二、筛选的程序 107三、分离和筛选 108四、摇瓶液体培养 114五、产物活性测定 114六、摇瓶数据的调整和有关菌株特性的观察分析 116七、培养基和培养条件的调整 117八、变种的特性研究与鉴定 117九、诱变育种实例 119第二节 突变株高通量筛选 121一、常用仪器设备 121二、高通量筛选技术中的常用方法 126三、高通量筛选应用实例 131思考题 134第八章 营养缺陷型菌株的筛选 135第一节 营养缺陷型菌株的分离和筛选 135一、营养缺陷型的诱发 135二、淘汰野生型菌株 136三、营养缺陷型的检出 137四、营养缺陷型的鉴定 138第二节 通过耐结构类似物方法筛选高产菌株 142一、直线合成途径 144二、分支途径 144思考题 145第九章 抗噬菌体变株的选育 146第一节 抗噬菌体突变株的分离与筛选 146一、烈性噬菌体及其效价的测定 146二、温和性噬菌体及溶源菌 147三、抗噬菌体菌株的选育 148四、抗性菌株的特性研究 149第二节 抗噬菌体菌株的选育实例 150一、菌种 150二、培养基成分 150三、噬菌体的分离纯化和原液制备 151四、噬菌体菌株的选育 151五、菌株抗噬菌体性能的检验 152六、摇瓶发酵试验 152七、发酵罐发酵试验 152思考题 152第十章 工业微生物代谢控制育种 153第一节 代谢调节控制育种 153一、组成型突变株的选育 154二、抗分解调节突变株的选育 155三、营养缺陷型应用于代谢调节育种 160四、渗漏缺陷型应用于代谢调节育种 164第二节 抗反馈调节突变株的选育 164一、回复突变引起的抗反馈调节突变株 164二、耐自身产物突变株选育 166三、累积前体和耐前体突变株的选育 167四、细胞膜透性突变株的选育 170思考题 171第十一章 工业微生物杂交育种 172第一节 微生物杂交 172一、微生物杂交育种的基本程序 172二、杂交过程中亲本和培养基的选择 172三、杂交育种的遗传标记 174第二节 霉菌杂交育种 175一、霉菌的细胞结构和繁殖 175二、霉菌杂交的原理和杂交技术 176三、高产重组体的筛选 185思考题 185第十二章 工业微生物原生质体融合育种 186第一节 微生物原生质体融合育种 187一、直接亲本及其遗传标记的选择 187二、原生质体制备与再生 188三、原生质体融合 196四、融合体再生 198五、融合重组体检出与遗传特性分析 201六、原生质体融合的应用 204第二节 放线菌原生质体融合育种 205一、放线菌细胞壁组成、结构及水解 206二、放线菌原生质体融合育种技术 206第三节 霉菌原生质体融合育种 209一、霉菌原生质体制备 211二、原生质体的再生 213三、原生质体融合和再生 213四、融合重组体分析与鉴定 215第四节 工业微生物基因组改组育种 215一、微生物基因组改组育种意义和原理 215二、基因组改组育种技术及应用实例 218思考题 222第十三章 基因工程育种 223第一节 概述 223一、基因工程在微生物育种中的应用 224二、基因工程原理和步骤 225第二节 基因工程载体 226一、质粒载体 227二、λ噬菌体载体 232三、柯斯质粒载体 236第三节 基因工程所用的酶 237一、限制性内切核酸酶 238二、DNA聚合酶 240三、依赖于DNA的RNA聚合酶 242四、连接酶、激酶及磷酸酶 242五、核酸酶 243第四节 基因工程的主要步骤 244一、DNA的制备 244二、目的基因的产生与分离 246三、DNA的连接 247四、重组体导入大肠杆菌 248五、含重组质粒的细菌菌落的鉴定 250六、目的基因的表达过程 251第五节 基因的表达系统 253一、原核表达系统 253二、真核生物表达系统 257思考题 262第十四章 分子定向进化育种 263第一节 理性设计 264一、寡核苷酸引物介导的定点突变 264二、PCR介导的定点突变 266三、盒式突变 267第二节 非理性设计——蛋白质(酶)分子定向进化技术 267一、蛋白质(酶)分子定向进化的发展 268二、蛋白质(酶)分子定向进化策略 268三、定向进化文库的筛选方法 278四、酶分子工程的应用和发展前景 279思考题 281第十五章 基因敲除育种 282第一节 基因敲除育种原理 282一、基因敲除育种概述 282二、基因重组系统 283第二节 工业微生物基因敲除育种技术及应用 287一、基因敲除育种技术 287二、基因敲除育种技术的应用 289思考题 291第十六章 全局转录机器工程育种 292第一节 全局转录机器工程育种的原理 292第二节 全局转录机器工程育种实施策略及方法 294一、全局转录机器工程育种实施策略 294二、全局转录机器工程育种实施方法 295第三节 全局转录机器工程育种应用实例 295第四节 全局转录机器工程育种有关的其他菌种改造新方法 296思考题 297第十七章 工业微生物生产菌的培养基优化 298第一节 单因素优化方法 298一、单因素优化方法含义 298二、试验范围与试验精度 299第二节 正交试验优化方法 299一、正交的含义 299二、正交试验设计的方法 300三、正交试验结果 301第三节 均匀试验设计优化方法 304一、均匀设计的特点 305二、均匀设计在培养基优化中的应用 305三、均匀设计优化应用实例 306四、均匀设计的注意事项 308第四节 响应面优化设计方法 308一、响应面法的含义及特点 308二、响应面法的应用实例 309第五节 人工神经网络优化方法 314一、人工神经网络优化的含义及特点 314二、人工神经网络优化在培养基优化中的应用 314思考题 315第十八章 工程菌的高密度发酵技术 316第一节 工程菌高密度发酵技术及其工程学基础 316一、高密度发酵技术概述 316二、高密度发酵的工程学基础 316第二节 工程菌高密度发酵的主要影响因素及其控制 318一、营养成分的影响及其控制 319二、温度的影响及其控制 320三、pH的影响及其控制 321四、溶氧的影响及其控制 321五、泡

　　《工业微生物育种学（第四版）》是在《工业微生物育种学》第三版的基础上修订改编而成的。新版中编入了近年来工业微生物育种所采用的新方法和取得的新成果，尤其是在分子定向进化育种、基因敲除育种和全局转录机器工程育种等方面的许多成功实例。同时，在第三版原有传统工业微生物三大育种技术——诱变育种、代谢控制育种及杂交育种的基础上，还补充了工业微生物生产菌株的培养基优化及工程菌株的高密度发酵技术等章节，完善了工程菌株目的产物的高效表达的发酵工艺过程，具有实际应用价值。