微生物遺傳育種學（簡體書）

本書為“十一五”國家級規劃教材，是江南大學（原無錫輕工學院）國家重點學科——發酵工程專業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、發酵工程、生化工程、生物醫學、農業生物工程、環境工程等專業的本科教材，也可供相關研究人員參考。

第一章 緒論
第一節 工業微生物菌種
第二節 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複製
第三節 RNA和蛋白質合成
一、轉錄
二、翻譯
第四節 基因表達規則
一、誘導和阻遏
二、基因表達的操縱子學說
第五節 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 微生物菌種選育的簡史
一、工業微生物育種的簡史
二、與工業微生物育種有關的重要發現與成就
複習思考題

第二章 基因突變及其機制
第一節 突變類型和基因符號
一、基因符號
二、突變類型
第二節 基因突變的規律
一、基因突變的自發性
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、基因突變的可誘發性
六、基因突變的可遺傳性
七、基因突變的可逆性
第三節 自發突變的機制
一、背景輻射和環境因素引起的誘變
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分子自發的化學變化和復制差錯
第四節 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 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
複習思考題

第三章 基因突變的應用
第一節 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 營養缺陷型突變菌株的篩選與應用
一、營養缺陷型及其應用
二、營養缺陷型突變株的篩選
第三節 抗反饋調節突變型的篩選及應用
一、反饋調節和抗反饋調節突變
二、抗結構類似物突變株的篩選及應用
第四節 其他突變型的篩選及應用
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用
三、細胞膜透性突變株的篩選與應用
四、次生代謝障礙突變株的篩選與應用
五、其他抗性突變株的篩選與應用
六、無泡沫突變株的篩選與應用
第五節 菌種退化及其防止
一、菌種退化及其表現
二、菌種退化的原因
三、防止菌種退化的措施
四、退化菌種的複壯
複習思考題

第四章 基因重組育種
第一節 轉化
一、自然轉化
二、人工轉化
三、轉化育種程序
第二節 接合
一、接合現象的發現和證實
二、F因子與大腸桿菌的性別
三、大腸桿菌的接合過程
四、染色體轉移和遺傳圖譜
五、細菌接合育種程序
第三節 轉導
一、普遍性轉導
二、局限性轉導
三、轉導育種程序
第四節 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 真菌的準性生殖
一、準性生殖過程
二、準性雜交育種
第六節 原生質體育種
一、原生質體融合育種
二、原生質體轉化
複習思考題

第五章 基因工程及其應用
第一節 基因克隆的酶學基礎
一、核酸內切限制酶與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 基因克隆的載體
一、質粒載體
二、噬菌體載體
三、柯斯質粒載體
第三節 目的基因的獲得
一、從染色體DNA基因組中獲得
二、mRNA反轉錄獲得cDNA
三、聚合酶鏈反應體外擴增目的基因
四、基因的化學合成
第四節 重組體DNA分子的構建及導入受體細胞
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
三、重組體DNA分子導入受體細胞的途徑
四、影響外源基因表達的因素
第五節 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、免疫化學檢測法
五、DNA蛋白質篩選法
第六節 基因工程研究進展及應用
一、基因工程育種
二、定向進化和基因定點誘變
三、代謝工程
四、基因組重組
五、基因工程的應用
複習思考題

附錄 微生物遺傳育種實驗
實驗1 紫外誘變技術及抗藥性突變菌株的篩選
實驗2 質粒DNA的小量製備及電泳檢測
實驗3 大腸桿菌的轉化實驗
實驗4 酵母原生質體融合
主要參考資料

第一章　緒論
第一節　工業微生物菌種
在大規模培養條件下，批量商業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，規模化加工或轉化特定底物或環境物料的微生物菌株，即為工業微生物菌種。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微生物菌種。工業微生物菌種是工業微生物學的主體研究對象，是工業生物技術特別是新一代工業生物技術研究和發展的中心內容。一個好的工業菌種，可以形成和發展出一個工業並形成一個產業；同樣，現代工業生物技術的發展，也不斷要求有新的、性能更優越的工業菌種出現。
用作工業菌種的微生物，應具有如下基本特徵：
①非致病性；
②適合大規模培養的工藝要求；
③利於應用規模化產品加工工藝；
④相對穩定的遺傳性能和生產性狀；
⑤形成具有商業價值的產品或具有商業應用價值。
用作工業菌種的微生物，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）。選種是獲得工業菌種的基礎，是目前若干工業應用的工業菌種的重要獲得方式；育種是獲得性能卓越的工業菌種的必要手段，是目前工業菌種獲得的主要途徑。隨著工業微生物學研究的發展，作為主要的生物資源，大量的具有工業應用前景的微生物菌株被分離、系統鑑定和長期保藏。現在，微生物菌種的建立和形成，主要工作集中在對現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。