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1.1　工业微生物及其应用1

1.1.1　工业微生物1

1.1.2　工业微生物的应用状况1

1 绪论1

1.2　遗传学及其研究的对象5

1.3　遗传学的形成与发展5

1.3.1　孟德尔以前及同时代的一些遗传学说5

1.3.2　遗传学的诞生6

1.3.3　遗传学的发展6

1.4　工业微生物遗传育种学及其研究进展7

1.5　工业微生物遗传育种学的学习方法8

2.1.1　肺炎链球菌转化实验10

2　遗传的物质基础10

2.1　遗传物质基础的确定10

2.1.2　噬菌体的感染实验11

2.1.3　烟草花叶病毒拆分和重建实验12

2.2　DNA的结构13

2.3　原核生物基因组与真核生物基因组15

2.3.1　原核生物基因组15

2.3.2　真核基因组16

2.4　核糖核酸17

2.5　DNA复制18

2.5.1 细菌DNA复制18

2.6.1　基因的概念20

2.5.2　真核生物DNA复制20

2.6　基因的概念及基因型和表型的表示方法20

2.6.2　基因型和表型的表示方法21

3　遗传信息的表达和调控22

3.1　转录22

3.1.1　原核生物的基因转录23

3.1.2　真核生物的基因转录25

3.2　翻译26

3.3　原核生物基因表达调控28

3.3.1 转录调节28

3.3.2　乳糖操纵子31

3.3.3　阿拉伯糖操纵子34

3.3.4　色氨酸操纵子35

3.3.5　翻译控制37

3.3.6　可变σ因子的调控37

3.4　真核生物基因表达调控37

4　基因突变和诱变剂39

4.1 突变的种类与机制39

4.1.1 基因突变39

4.1.2　染色体畸变40

4.2　突变的表型效应41

4.2.1 突变的表型效应41

4.2.2　突变型的种类43

4.3.1 正向突变、回复突变和抑制突变45

4.3.2　基因内抑制突变45

4.3　回复突变和抑制突变45

4.3.3　基因间抑制突变46

4.3.4　基因间间接抑制突变47

4.4　增变基因和突变热点48

4.5　突变体的形成与表型延迟48

4.5.1 突变体的形成48

4.5.2　表型延迟49

4.6　突变的修复49

4.6.1 光修复49

4.6.2　复制前修复50

4.6.3　复制后修复50

4.6.5　嘧啶二聚体糖基酶修复系统51

4.6.4　SOS修复51

4.7　诱变剂52

4.7.1　物理诱变剂52

4.7.2　化学诱变剂54

5　基因重组59

5.1　接合59

5.1.1 细菌基因重组的发现和证实60

5.1.2　大肠杆菌接合作用的解释61

5.2　转化64

5.2.1 转化DNA的特点65

5.2.2　受体细胞的特点65

5.2.3　枯草杆菌感受态和非感受态的生理区别66

5.2.4　转化因子的吸收和整合66

5.3.1　普遍性转导67

5.2.5　转化在遗传学分析中的应用67

5.3　转导67

5.3.2　特异性转导68

5.4　转座子与转座作用71

5.4.1 插入顺序复合元件71

5.4.2　转座的分子机制71

6　工业微生物筛选73

6.1 采样74

6.1.1　从土壤中采样74

6.1.2　根据微生物生理特点采样74

6.1.3　在特殊环境下采样75

6.2　富集培养75

6.3.2　通过控制营养和培养条件进行纯种分离76

6.3　纯种分离76

6.3.1　纯种分离的基本方法76

6.3.3　利用平皿的生化反应进行分离77

6.4　代谢产物鉴别78

7　诱变育种79

7.1　诱变育种的作用和特点79

7.1.1　诱变育种的作用79

7.1.2　高产菌株诱变育种的特点80

7.2　诱变育种前的准备工作80

7.2.1 了解影响菌种生长发育的主要因素81

7.2.2 了解菌株的菌落形态81

7.3　诱变82

7.2.5　研究合适的菌种保藏方法82

7.2.3 了解菌种特性及其与生产性能的关系82

7.2.4　建立一个准确、简便、快速检测产物的方法82

7.3.1 出发菌株的选择和纯化83

7.3.2　单孢子（或单细胞）悬浮液的制备83

7.3.3　诱变剂的选择84

7.3.4 诱变处理85

7.3.5　影响突变率的因素85

7.4 筛选86

7.4.1　筛选方案86

7.4.2　筛选方法86

7.4.3　摇瓶培养88

7.5　常见突变株的筛选89

7.5.1 营养缺陷型突变株的筛选89

7.4.5　摇瓶数据的调整和有关菌株特性的观察分析89

7.4.6　培养基和培养条件的优化89

7.4.4　产物活性测定89

7.5.2　温度敏感突变株的筛选94

7.5.3　抗噬菌体菌株的选育96

8　推理育种99

8.1　微生物代谢99

8.1.1　初级代谢产物和初级代谢99

8.1.2　次级代谢产物和次级代谢100

8.1.3　初级代谢和次级代谢的关系100

8.2　微生物代谢调节100

8.2.1　初级代谢的调节机制100

8.2.2　次级代谢的调节机制105

8.3.1　组成型突变株的选育109

8.3.2　抗分解调节突变株的选育109

8.3　推理育种的策略及应用实例109

8.3.3　营养缺陷型在推理育种中的应用110

8.3.4　渗漏缺陷型在推理育种中的应用111

8.3.5　抗反馈调节突变株的选育111

8.3.6　解除磷酸盐调节突变株的选育115

8.3.7　细胞膜渗透性突变株的选育115

8.3.8　次生代谢障碍突变株的应用116

8.3.9　抗生素酶缺失突变株的筛选117

8.3.10　形态突变株的筛选117

8.3.11　适应酶系统调节突变株的筛选118

9.1.1　杂交的意义119

9.1.2　杂交过程中亲本和培养基的选择119

9　杂交育种119

9.1　微生物杂交119

9.2　细菌杂交育种120

9.2.1 杂交亲本菌株选择、标记菌株和性别菌株的获得120

9.2.2　杂交方法120

9.3　放线菌杂交育种121

9.3.1　放线菌杂交原理121

9.3.2　放线菌杂交技术122

9.4　霉菌杂交育种124

9.4.1　异核体的形成125

9.4.3　体细胞重组127

9.4.2　杂合二倍体的形成和检出127

9.4.4　高产重组体的筛选128

9.5　酵母菌杂交育种128

9.5.1　标记亲株的选择129

9.5.2　杂交方法129

9.6　原生质体融合129

9.6.1　原生质体融合原理和程序130

9.6.2　亲株遗传标记的选择130

9.6.3　原生质体的制备130

9.6.4　原生质体再生132

9.6.5　原生质体融合133

9.6.7　其他原生质体育种技术134

9.6.6　原生质体融合的优越性134

9.7　转导育种135

9.8　转化育种135

10　微生物分子育种技术136

10.1 重组DNA技术137

10.1.1 重组DNA技术的基本过程137

10.1.2　工具酶与相关技术138

10.1.3　外源基因的获得147

10.1.4　载体-宿主系统150

10.1.5　重组DNA分子转入宿主细胞的方法155

10.1.6　重组体的筛选和鉴定157

10.1.7　基因的表达与调控158

10.2.1　定向进化简介163

10.2　酶的定向进化163

10.2.2　定点突变164

10.2.3 易错PCR168

10.2.4　DNA重排169

10.3　基因组重排174

10.4　代谢工程175

10.4.1　代谢工程概况175

10.4.2　代谢网络的生物信息学176

10.4.3 同源重组在代谢工程中的用途177

10.4.4 初级代谢产物的代谢工程177

10.4.5 次级代谢产物的代谢工程178

11.1.1 菌种退化185

11.1.2　菌种退化的原因185

11.1 菌种的退化及防治185

11 菌种退化与菌种保藏185

11.1.3　菌种退化的防止186

11.1.4　菌种复壮186

11.2　菌种保藏187

11.2.1　斜面保藏法187

11.2.2　液体石蜡保藏法187

11.2.3 干燥保藏法188

11.2.4　冷冻干燥保藏法188

11.2.5　低温保藏法190

11.2.6　液氮超低温保藏法190

11.3　菌种保藏机构191

主要参考文献193