《微生物遺傳育種學(xué)》為“十一五”國家級規(guī)劃教材，是江南大學(xué)（原無錫輕工學(xué)院）國家重點(diǎn)學(xué)科——發(fā)酵工程專業(yè)教師經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐和探索形成的精品教材。內(nèi)容涉及微生物遺傳育種的遺傳學(xué)原理、基因突變及其機(jī)制、基因突變的應(yīng)用、基因重組育種、基因工程及其應(yīng)用等。
將微生物遺傳學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用密切結(jié)合，體現(xiàn)育種的遺傳學(xué)原理與育種技術(shù)的融合。
收入了課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包含紫外誘變技術(shù)及抗藥性突變菌株的篩選（綜合性實(shí)驗(yàn)）、質(zhì)粒DNA的小量制備及電泳檢測、大腸桿菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和酵母菌的原生質(zhì)體融合等。教學(xué)中可根據(jù)學(xué)時耗用具體情況適當(dāng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
《微生物遺傳育種學(xué)》可以作為生物工程、發(fā)酵工程、生化工程、生物醫(yī)學(xué)、農(nóng)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(guān)研究人員參考。
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(xué)原理
一、遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能
二、DNA復(fù)制
第三節(jié) RNA和蛋白質(zhì)合成
一、轉(zhuǎn)錄
二、翻譯
第四節(jié) 基因表達(dá)規(guī)則
一、誘導(dǎo)和阻遏
二、基因表達(dá)的操縱子學(xué)說
第五節(jié) 微生物遺傳育種技術(shù)簡介
一、誘變育種
二、基因重組育種
三、重組DNA技術(shù)
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(guān)的重要發(fā)現(xiàn)與成就
復(fù)習(xí)思考題
第二章 基因突變及其機(jī)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(jī)性
三、基因突變的稀有性
四、基因突變的獨(dú)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(jī)制
一、背景輻射和環(huán)境因素引起的誘變
二、自身代謝產(chǎn)物的誘變作用
三、轉(zhuǎn)座因子的作用
四、DNA分子的運(yùn)動
五、DNA分子自發(fā)的化學(xué)變化和復(fù)制差錯
第四節(jié) 誘變劑及其作用機(jī)制
一、化學(xué)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(fù)
四、突變基因的形成
五、從突變到突變表型
復(fù)習(xí)思考題
第三章 基因突變的應(yīng)用
第一節(jié) 誘變育種
一、概述
二、誘變育種方案的設(shè)計(jì)
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(yīng)用
一、營養(yǎng)缺陷型及其應(yīng)用
二、營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選
第三節(jié) 抗反饋調(diào)節(jié)突變型的篩選及應(yīng)用
一、反饋調(diào)節(jié)和抗反饋調(diào)節(jié)突變
二、抗結(jié)構(gòu)類似物突變株的篩選及應(yīng)用
第四節(jié) 其他突變型的篩選及應(yīng)用
一、組成型突變株的篩選
二、抗降解代謝物阻遏突變株的篩選與應(yīng)用
三、細(xì)胞膜透性突變株的篩選與應(yīng)用
四、次生代謝障礙突變株的篩選與應(yīng)用
五、其他抗性突變株的篩選與應(yīng)用
六、無泡沫突變株的篩選與應(yīng)用
第五節(jié) 菌種退化及其防止
一、菌種退化及其表現(xiàn)
二、菌種退化的原因
三、防止菌種退化的措施
四、退化菌種的復(fù)壯
復(fù)習(xí)思考題
第四章 基因重組育種
第一節(jié) 轉(zhuǎn)化
一、自然轉(zhuǎn)化
二、人工轉(zhuǎn)化
三、轉(zhuǎn)化育種程序
第二節(jié) 接合
一、接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)
二、F因子與大腸桿菌的性別
三、大腸桿菌的接合過程
四、染色體轉(zhuǎn)移和遺傳圖譜
五、細(xì)菌接合育種程序
第三節(jié) 轉(zhuǎn)導(dǎo)
一、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)
二、局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)
三、轉(zhuǎn)導(dǎo)育種程序
第四節(jié) 真菌的有性生殖
一、粗糙脈孢菌的有性生殖
二、酵母菌的基因重組（雜交育種）
第五節(jié) 真菌的準(zhǔn)性生殖
一、準(zhǔn)性生殖過程
二、準(zhǔn)性雜交育種
第六節(jié) 原生質(zhì)體育種
一、原生質(zhì)體融合育種
二、原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化
復(fù)習(xí)思考題
第五章 基因工程及其應(yīng)用
第一節(jié) 基因克隆的酶學(xué)基礎(chǔ)
一、核酸內(nèi)切限制酶與DNA分子的體外切割
二、DNA連接酶與DNA分子的體外連接
三、其他酶
第二節(jié) 基因克隆的載體
一、質(zhì)粒載體
二、噬菌體載體
三、柯斯質(zhì)粒載體
第三節(jié) 目的基因的獲得
一、從染色體DNA基因組中獲得
二、mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA
三、聚合酶鏈反應(yīng)體外擴(kuò)增目的基因
四、基因的化學(xué)合成
第四節(jié) 重組體DNA分子的構(gòu)建及導(dǎo)入受體細(xì)胞
一、外源DNA片段同載體分子的重組
二、基因工程中常用的宿主系統(tǒng)
三、重組體DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞的途徑
四、影響外源基因表達(dá)的因素
第五節(jié) 重組子的篩選
一、遺傳檢測法
二、物理檢測法
三、核酸雜交篩選法
四、免疫化學(xué)檢測法
五、DNA蛋白質(zhì)篩選法
第六節(jié) 基因工程研究進(jìn)展及應(yīng)用
一、基因工程育種
二、定向進(jìn)化和基因定點(diǎn)誘變
三、代謝工程
四、基因組重組
五、基因工程的應(yīng)用
復(fù)習(xí)思考題
附錄 微生物遺傳育種實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1 紫外誘變技術(shù)及抗藥性突變菌株的篩選
實(shí)驗(yàn)2 質(zhì)粒DNA的小量制備及電泳檢測
實(shí)驗(yàn)3 大腸桿菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)4 酵母原生質(zhì)體融合
主要參考資料
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(xì)胞或其代謝產(chǎn)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(zhuǎn)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(xí)慣上，具有上述潛在應(yīng)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(xué)的主體研究對象，是工業(yè)生物技術(shù)特別是新一代工業(yè)生物技術(shù)研究和發(fā)展的中心內(nèi)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(chǎn)業(yè)；同樣，現(xiàn)代工業(yè)生物技術(shù)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(yīng)具有如下基本特征：
�、俜侵虏⌒�；
�、谶m合大規(guī)模培養(yǎng)的工藝要求；
�、劾趹�(yīng)用規(guī)模化產(chǎn)品加工工藝；
�、芟鄬Ψ�(wěn)定的遺傳性能和生產(chǎn)性狀；
�、菪纬删哂猩虡I(yè)價值的產(chǎn)品或具有商業(yè)應(yīng)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(shí)驗(yàn)室中對保藏的微生物菌株進(jìn)行遺傳改良獲得（即育種）。選種是獲得工業(yè)菌種的基礎(chǔ)，是目前若干工業(yè)應(yīng)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(xué)研究的發(fā)展，作為主要的生物資源，大量的具有工業(yè)應(yīng)用前景的微生物菌株被分離、系統(tǒng)鑒定和長期保藏。現(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(dāng)然，育種過程無一例外地穿插使用選種技術(shù)。
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