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第一节　工业微生物 1

第二节　工业微生物育种的简史 1

第一章 绪论 1

第三节　工业微生物育种的目的及方法 3

一、诱变育种 3

二、基因重组育种 4

三、重组DNA技术 4

第一节　遗传物质的结构和功能 6

一、染色体与基因 6

第二章 工业微生物育种的遗传学原理 6

二、基因型和表现型 8

三、DNA和染色体 8

第二节　DNA复制 9

一、复制 9

二、遗传信息的传递 10

第三节　RNA和蛋白质合成 12

一、转录 12

二、翻译 13

第四节　基因表达规则 16

二、基因表达的操纵子学说 17

一、诱导和阻遏 17

一、突变的类型 19

第五节　突变：遗传物质的改变 19

二、诱变剂 22

三、突变株的检出 24

第六节　基因的转移和重组 27

一、细菌中的转化作用 27

二、细菌的接合 28

三、细菌的转导 30

一、质粒 31

第七节　质粒和转座子 31

二、转座子 33

第三章 工业微生物育种的遗传学应用 35

第一节　DNA重组和生物技术 35

第二节　DNA重组的步骤 36

一、限制性内切酶 37

二、载体 37

三、外源DNA转入细胞的方法 39

一、基因文库 40

第三节　DNA的获得 40

二、合成DNA 41

第四节　选择克隆体 42

第五节　基因产物的形成与应用 44

一、用于药物治疗的基因工程产品 45

二、从DNA获得信息应用于基础研究和医疗方面 47

三、从植物疾病到洗发香波和色拉味调料 50

四、在农业方面的应用 51

第六节　基因工程的安全性问题、伦理和未来 52

二、工业微生物的来源 54

三、分离和筛选微生物 54

第四章　育种出发菌株的选择 54

一、工业微生物应具备的特性 54

第一节　工业微生物获得的一般途径 54

第二节　选择性培养基与富集培养 55

一、直接分离 55

二、富集培养 56

三、在液体培养基中富集不同的原核微生物 58

二、初筛 62

一、收集微生物资源（采样） 62

第三节　筛选目的菌株 62

三、复筛 70

四、筛选与评价的区别 72

第五章　诱变育种 74

第一节　突变的类型 74

一、突变的类型 74

二、生物体对突变的修复 76

第二节　诱变剂的类型及其使用 77

一、物理诱变因素 77

二、化学诱变剂 80

三、其他诱变因素 82

第三节　突变的固定 83

第四节　育种的步骤和方法 85

一、出发菌株的选择 85

二、菌悬液的制备 86

三、诱变剂及处理剂量和方法 88

四、突变菌株的分离和筛选 89

五、突变的类型 89

六、初筛方法的简化 90

八、特殊性能变异株的初筛方案设计举例 92

七、常用的初、复筛方法 92

第五节　工业微生物的诱变育种 94

第六节　定点突变 97

实例1　产甘油假丝酵母核糖体蛋白L41基因定点突变 99

第六章　代谢调控育种 102

第一节　工业微生物的代谢调控 102

一、代谢调控的类型 103

二、初级代谢产物的代谢调节 112

三、次级代谢产物的代谢调节 115

一、什么是营养缺陷型 120

第二节　营养缺陷型突变菌株的筛选及应用 120

二、筛选方法 121

第三节　抗反馈调节抗性突变株的获得及应用 126

一、筛选抗阻遏和抗反馈突变株的方法 128

二、初级代谢产物发酵生产中的去调节突变型 129

三、酶发酵生产中的去调节突变 129

四、次级代谢产物发酵生产中的去调节突变株 129

第七章　基因重组育种 131

第一节　工业微生物原核与真核的遗传系统 131

一、原核系统 132

二、真核系统（酵母和丝状真菌） 136

第二节　杂交育种的步骤与方法 140

一、细菌的杂交 140

二、酵母菌的杂交 140

三、霉菌的细胞杂交 144

第三节　转化与转导 148

一、转化育种 148

二、转导育种 150

第四节　原生质体育种技术 151

一、原生质体融合育种的特点 151

二、原生质体融合育种步骤 153

三、原生质体融合育种的要点 154

四、原生质体转化 164

五、原生质体再生率和融合率计算 168

六、原生质体技术中的一些特殊技术 168

七、原生质体电融合技术 169

第八章　基因工程育种 171

第一节　基因工程的基本过程和原理 171

一、载体 171

二、DNA重组用酶 173

一、大肠杆菌感受态细胞的制备和转化 174

第二节　基因工程的基本操作 174

二、大肠杆菌中质粒的提取与纯化 175

三、重组DNA的基本操作过程 176

实例1 重组载体pEtac-PFA的构建 177

第三节 目的基因的获得 180

一、鸟枪克隆法的原理 180

二、PCR的基本原理 182

实例2　枯草杆菌淀粉酶基因的PCR扩增 183

实例3 产甘油假丝酵母乳清苷酸脱羧酶基因（URA3）的分离及序列分析 185

第四节　大肠杆菌基因工程 189

一、强启动子 190

二、SD序列 191

三、转录终止 191

四、基因的密码子组成 191

实例4　耐热β-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中的高表达 192

实例5　重组大肠杆菌转化甘油为1,3-丙二醇 195

第五节　非大肠杆菌微生物基因工程 198

一、芽孢杆菌基因工程 198

实例6　高碱性蛋白酶基因工程菌的构建 199

二、酵母基因工程 202

实例7　黑曲霉植酸酶基因在巴斯德毕赤酵母中的高表达 204

实例8　羟酸还原异构酶基因多拷贝重组啤酒酵母的构建 206

第九章　菌种保藏与专利保护 208

第一节　菌种的退化与防治措施 208

一、菌种退化的现象 208

二、菌种退化的原因 208

三、防止退化的措施 210

第二节　菌种的保藏 211

一、菌种保藏的原理 211

二、菌种常用的保藏方法 211

一、著名菌种保藏机构 216

第三节　著名菌种保藏机构及专利菌种保藏机构 216

二、国际专利菌种保藏机构 225

第四节　生物技术发明及其专利保护 226

一、申请专利的基本要求 226

二、生物学发明的认定和专利权的授予 227

三、微生物菌种保藏及其专利申请文件 227

四、基因的专利保护 228

参考文献 230

附录 231