微生物学第八章 微生物的遗传变异和育种.pptx

第八章 微生物的遗传变异和育种; 表型改变 不涉及遗传物质结构或复制过程的改变，常发生在转录水平或翻译水平上，故遗传型相同的个体在不同环境条件下，常表现出不同的形状。 遗传变异规律研究意义 ①促进分子生物学基本理论问题研究；②为邻近学科发展提供方法论；③为育种工作提供理论基础。 微生物是遗传学研究的最好材料和对象 ①微生物结构简单；②营养体一般都是单倍；③微生物繁殖速度快；④易积累不同的中间及最终代谢产物；⑤环境条件对微生物作用直???均匀；⑥存在多种方式的繁殖类型；⑦微生物的变异易被识别；⑧参与基因工程的载体、供体、受体三角色。;内容提要;一、遗传变异的物质基础;活的S菌;ＳⅢ〖杀死〗 ;;DNA只含P不含S，Pr只含S不含P； 用含同位素Ｓ35, P32的培养基培养大肠杆菌； 让T2感染上述大肠杆菌使其打上S35 、 P32标记。; 植物病毒蛋白质和RNA可以人为地分开, 同时又可把它们重新组合成具感染性的病毒.;; 2.遗传物质在细胞中的存在方式 （1）细胞水平：细胞核（数目不同）、核质体，细胞质遗传物质。 （2）细胞核水平：染色体、核酸（数目）； （3）染色体水平：核小体、RNA； （4）核酸水平：DNA、RNA； （5）基因水平：具有特定核苷酸序列，能自我复制的遗传功能单位；结构基因、调节基因。 （6）密码子水平：遗传的信息单位，核苷酸的排列顺序，三联密码；64种。 （7）核苷酸水平：最低突变单位或交换单位；A、G、T、C。;;大肠杆菌基因组;酵母菌基因组;;二、基因突变和诱变育种; 条件致死突变型（株）;形态突变型 ; （2）基因突变规律 ①不对应性 ②稀有性：突变率较低； 突变率：一个细胞在每一世代中发生突变的机率，或单位群体繁殖一代过程中所形成突变体的个数； ③独立性：各性状均可发生突变； ④诱变性：外界因素可显著提高突变率。 ⑤稳定性：突变性状是稳定遗传的； ⑥可逆性：突变性状可回复突变； ⑦自发性：突变是自发进行的。;;;;转换、颠换 ;间接引起置换的诱变剂;G; 由于诱变剂引起DNA分子中缺失或增加少数几个碱基对，造成突变点以后全部遗传密码转录与转释发生错误。;染色体畸变 ; ②自发突变机制 自发突变：某些微生物在没有人工参与下所发生的突变。 机制：背景辐射和环境因素诱导；互变异构效应；环出效应。 2.突变和育种 （1）自发突变与育种 ①从生产中选育； ②定向培育优良品种：特定环境长期处理微生物，移种传代，累积、选择合适的自发突变体。 Camette和Guerin，13年，传230代，1923年获得卡介苗。 梯度培养皿的应用。; （2）诱变育种 利用理化因素处理微生物细胞群体，促使突变频率大幅度提高，然后选出少数优良性状的菌株，供科研及生产使用。 特点：提高菌株的生产能力；改进产品质量；扩大品种、简化生产工艺；速度快、方法简便、收效显著。;;要求：有力性状的菌株；积累前体或最终产物代谢。 种类：生产中用过的自发变异菌株；野生型菌株； 诱变过的菌株。;;合适剂量的确定 剂量以诱变剂浓度和处理时间来表示；实际工作中常用杀菌率作为相对剂量。 合适剂量：能扩大变异幅度又能促使变异移向正变范围的剂量。 诱变处理的方法 复合处理的协同效应 两种或多种诱变剂先后使用；两种或多种诱变剂同时使用；同种诱变剂重复使用。 ④变异菌株的分离和筛选 菌悬液的后培养：突变必须复制才能表现出来；提高突变率。 寻找和利用形态、生理和产量间的相关性。;;设计或采用高效筛选方案或方法;;;;;;; 微量蛋白质的完全培养基上 小菌落是营养缺陷型突变株;; 营养缺陷型的鉴定：制备缺陷型平板；缺陷型类别鉴定；种类确定； 营养缺陷型的表示方法：lys-/lys+；L-/L+；lys/LYS。 （3）菌种的退化与复壮 遗传性的变异是绝对的、稳定性是相对的； 菌种退化：是群体中一个从量变到质变的逐步演变过程。 种类：形态上退化；生理上退化，特别是产量的下降。 退化的原因：相关基因负突变；环境条件，培养条件、保藏条件等。 防止措施：菌种保藏方法；传代次数；单细胞分离纯化等。 菌种复壮 狭