微生物遺傳育種學

前言

江南大學發(fā)酵工程專業(yè)是我國第一批國家級重點學科。優(yōu)良的工業(yè)生產菌種是發(fā)酵工業(yè)的核心，我們的微生物系列課程內容歷來都圍繞選種、育種、培養(yǎng)條件優(yōu)化這三者來安排。工業(yè)微生物育種課程的創(chuàng)建源于1963年原無錫輕工業(yè)學院（江南大學前身）發(fā)酵教研室主任丁躍坤老師，當時還處于米丘林和摩爾根兩學派紛爭的年代。作為當時丁老師助教的諸葛健就協(xié)助開設了國內首門《工業(yè)微生物育種學》課程?！肮I(yè)微生物育種技術”課程以選修課形式從1982年開始在本科開設，是在完成原輕工業(yè)部“AS1398蛋白酶產生菌育種新技術”科研項目的基礎上，以原生質體融合、原生質體轉化和原生質體誘變的原生質體系列育種技術為主體作為課程內容，應該說這在當時是屬于前沿的。開設幾屆后，發(fā)現(xiàn)學生人數(shù)多、學時緊，設備和實驗經費不足的矛盾突出，從1986年開始將其列入研究生的課程范圍。鑒于隨后“211”工程重點建設對微生物學系列課程的重視及課程改革的需要，本科教學的微生物學系列課程分別開設了“微生物學”和“微生物遺傳育種學”兩門。在開始的過渡階段，以2000年李華鐘教授等執(zhí)教的“微生物遺傳育種學”作為選修課開設，但因幾乎所有學生都饒有興趣地選讀，所以兩年后就將“微生物遺傳育種學”作為學位課了。誠然，作為重點學科研究生階段開設的“工業(yè)微生物育種技術”與本科階段開設的“微生物遺傳育種學”是一個方向上的兩個層次，各有其分工內容。這門課程是理論與實驗并重的應用基礎課，共計57學時，其中理論課有30學時。本書的編寫內容既有其遺傳學的基礎，但又不是系統(tǒng)的微生物遺傳學，側重于育種。內容共有微生物遺傳育種的遺傳學原理、基因突變及其機制、基團突變的應用、基因重組育種、基因工程及其應用共五章。本書將微生物遺傳學基礎與應用密切結合，體現(xiàn)育種的遺傳學原理與育種技術的融合是其特色。課程的實驗內容包含紫外誘變技術及抗藥性突變菌株的篩選（綜合性實驗）；質粒DNA的小量制備及電泳檢測；大腸桿菌的轉化實驗以及酵母原生質體融合。教學操作中則根據(jù)學時耗用具體情況適當調整實驗內容。本書由諸葛健、李華鐘、王正祥三位教授主編，具有豐富教學和實踐經驗的段作營、饒志明、樊游、曹鈺四位老師參與了撰寫，可以說這本教材凝聚了微生物學系列課程所有教師多年的心血。當然由于書中在對微生物遺傳學和育種技術內容的穿插和描述時有共性，編寫時有所不足實為難免，但相信在讀者的幫助下會逐步完善。

內容概要

本書為“十一五”國家級規(guī)劃教材，是江南大學（原無錫輕工學院）國家重點學科——發(fā)酵工程專業(yè)教師經過多年的教學實踐和探索形成的精品教材。內容涉及微生物遺傳育種的遺傳學原理、基因突變及其機制、基因突變的應用、基因重組育種、基因工程及其應用等。     將微生物遺傳學基礎與應用密切結合，體現(xiàn)育種的遺傳學原理與育種技術的融合。     收入了課程的實驗內容，包含紫外誘變技術及抗藥性突變菌株的篩選（綜合性實驗）、質粒DNA的小量制備及電泳檢測、大腸桿菌的轉化實驗和酵母菌的原生質體融合等。教學中可根據(jù)學時耗用具體情況適當調整實驗內容。     本書可以作為生物工程、發(fā)酵工程、生化工程、生物醫(yī)學、農業(yè)生物工程、環(huán)境工程等專業(yè)的本科教材，也可供相關研究人員參考。

書籍目錄

第一章  緒論　第一節(jié)　工業(yè)微生物菌種　第二節(jié)　微生物遺傳育種的遺傳學原理    一、遺傳物質的結構和功能    二、DNA復制  第三節(jié)  RNA和蛋白質合成    一、轉錄    二、翻譯  第四節(jié)　基因表達規(guī)則  　一、誘導和阻遏  　二、基因表達的操縱子學說  第五節(jié)　微生物遺傳育種技術簡介    一、誘變育種    二、基因重組育種    三、重組DNA技術  第六節(jié)　微生物菌種選育的簡史    一、工業(yè)微生物育種的簡史    二、與工業(yè)微生物育種有關的重要發(fā)現(xiàn)與成就  復習思考題第二章　基因突變及其機制  第一節(jié)　突變類型和基因符號    一、基因符號    二、突變類型  第二節(jié)　基因突變的規(guī)律    一、基因突變的自發(fā)性    二、基因突變的隨機性    三、基因突變的稀有性    四、基因突變的獨立性　　五、基因突變的可誘發(fā)性    六、基因突變的可遺傳性    七、基因突變的可逆性  第三節(jié)  自發(fā)突變的機制    一、背景輻射和環(huán)境因素引起的誘變    二、自身代謝產物的誘變作用    三、轉座因子的作用    四、DNA分子的運動    五、DNA分子自發(fā)的化學變化和復制差錯  第四節(jié)　誘變劑及其作用機制  　一、化學誘變劑  　二、物理誘變劑  　三、生物誘變劑  第五節(jié)　突變生成過程    一、誘變劑接觸DNA分子之前    二、DNA的損傷    三、DNA的修復    四、突變基因的形成    五、從突變到突變表型　復習思考題第三章　基因突變的應用　第一節(jié)　誘變育種    一、概述    二、誘變育種方案的設計    三、誘變育種的一般流程    四、誘變育種需要注意的一些問題  第二節(jié)  營養(yǎng)缺陷型突變菌株的篩選與應用  　一、營養(yǎng)缺陷型及其應用  　二、營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選  第三節(jié)　抗反饋調節(jié)突變型的篩選及應用    一、反饋調節(jié)和抗反饋調節(jié)突變    二、抗結構類似物突變株的篩選及應用  第四節(jié)　其他突變型的篩選及應用    一、組成型突變株的篩選　　……第四章　基因重組育種第五章　基因工程及其應用附錄　微生物遺傳育種實驗主要參考資料

章節(jié)摘錄

插圖：第一章　緒論第一節(jié)　工業(yè)微生物菌種在大規(guī)模培養(yǎng)條件下，批量商業(yè)性獲得微生物細胞或其代謝產物過程中所使用的微生物菌株；或利用微生物特定代謝過程，規(guī)模化加工或轉化特定底物或環(huán)境物料的微生物菌株，即為工業(yè)微生物菌種。習慣上，具有上述潛在應用前景的微生物菌株也常被稱為工業(yè)微生物菌種。工業(yè)微生物菌種是工業(yè)微生物學的主體研究對象，是工業(yè)生物技術特別是新一代工業(yè)生物技術研究和發(fā)展的中心內容。一個好的工業(yè)菌種，可以形成和發(fā)展出一個工業(yè)并形成一個產業(yè)；同樣，現(xiàn)代工業(yè)生物技術的發(fā)展，也不斷要求有新的、性能更優(yōu)越的工業(yè)菌種出現(xiàn)。用作工業(yè)菌種的微生物，應具有如下基本特征： ①非致病性；②適合大規(guī)模培養(yǎng)的工藝要求；③利于應用規(guī)?；a品加工工藝；④相對穩(wěn)定的遺傳性能和生產性狀；⑤形成具有商業(yè)價值的產品或具有商業(yè)應用價值。用作工業(yè)菌種的微生物，其來源主要有兩個途徑：從自然樣本中通過篩選與分離獲得（即選種）；在實驗室中對保藏的微生物菌株進行遺傳改良獲得（即育種）。選種是獲得工業(yè)菌種的基礎，是目前若干工業(yè)應用的工業(yè)菌種的重要獲得方式；育種是獲得性能卓越的工業(yè)菌種的必要手段，是目前工業(yè)菌種獲得的主要途徑。隨著工業(yè)微生物學研究的發(fā)展，作為主要的生物資源，大量的具有工業(yè)應用前景的微生物菌株被分離、系統(tǒng)鑒定和長期保藏?，F(xiàn)在，微生物菌種的建立和形成，主要工作集中在對現(xiàn)有微生物資源的遺傳育種上。當然，育種過程無一例外地穿插使用選種技術。

編輯推薦

《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材:微生物遺傳育種學》是江南大學（原無錫輕工業(yè)學院）使用多年的本科教材，該校擁有發(fā)酵工程國家重點學科。內容較全面，深度適宜。

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