微生物的遗传变异和育种课件

微生物是现代遗传学、分子生物学和其微生物是现代遗传学、分子生物学和其它许多重要的生物学基础研究中最热衷选用它许多重要的生物学基础研究中最热衷选用的的模式生物模式生物。研究微生物遗传学的意义研究微生物遗传学的意义 为什么进化的速度以及复杂性变得越来越快？为什么进化的速度以及复杂性变得越来越快？根据化石记录显示，单细胞生物于根据化石记录显示，单细胞生物于35亿年亿年前首次出前首次出现在地球上，但是之后它们用了大约现在地球上，但是之后它们用了大约25亿年亿年进化成进化成多细胞生物，剩下的多细胞生物，剩下的10亿年亿年却发展成了植物、哺乳却发展成了植物、哺乳动物、昆虫、鸟类等各种各样的地球物种。动物、昆虫、鸟类等各种各样的地球物种。微生物是现代遗传学、分子生物学和其它许多重要的生物 Rice大学科学家的研究结果可望解决这一问题，大学科学家的研究结果可望解决这一问题，他们认为生物进化速度的加快是因为他们认为生物进化速度的加快是因为细菌和病毒不细菌和病毒不断在不同物种之间传递断在不同物种之间传递DNA，如果没有这种作用，如果没有这种作用，只依靠只依靠基因突变基因突变和和两性选择作用两性选择作用是不会达到如此快是不会达到如此快速度的。速度的。对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现现现现代分子生物学代分子生物学代分子生物学代分子生物学和和生物工程学生物工程学生物工程学生物工程学的发展，而且为的发展，而且为育种工育种工育种工育种工作作作作提供了丰富的理论基础，促使育种工作从不自觉提供了丰富的理论基础，促使育种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、从随机到定向、从近缘杂到自觉、从低效到高效、从随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。交到远缘杂交的方向发展。Rice大学科学家的研究结果可望解决这一问题，他 在应用微生物加工制造和发酵生产各种食品在应用微生物加工制造和发酵生产各种食品的过程中，要想有效地大幅度提高产品的产量、的过程中，要想有效地大幅度提高产品的产量、质量和花色品种质量和花色品种,首先必须选育优良的生产菌种，首先必须选育优良的生产菌种，才能达到目的。才能达到目的。优良菌种的选育是在微生物遗传优良菌种的选育是在微生物遗传变异的基础上进行的。变异的基础上进行的。遗传和变异是相互关联，同时又相互矛盾对遗传和变异是相互关联，同时又相互矛盾对立的两个方面，在一定条件下，二者是相互转立的两个方面，在一定条件下，二者是相互转化的。化的。在应用微生物加工制造和发酵生产各种食品的过程遗传与变异的概念遗传与变异的概念遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。遗传遗传(heredity)：亲代生物的性状在子代得到表现；亲代亲代生物的性状在子代得到表现；亲代生物传递给子代一套实现与其相同形状的遗传信息。生物传递给子代一套实现与其相同形状的遗传信息。特点：特点：具稳定性。具稳定性。遗传型（遗传型（genotype）：又称基因型，：又称基因型，生物的全部遗传因生物的全部遗传因子所携带的遗传信息子所携带的遗传信息。遗传型遗传型+环境条件环境条件 表型表型表型（表型（phenotype）：具有一定遗传型的个体，在特定环具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的外表特征和内在特征境条件下通过生长发育所表现出来的外表特征和内在特征的总和。的总和。代谢代谢发育发育遗传与变异的概念遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。代谢发变变异异(variation):生生物物体体在在外外因因或或内内因因的的作作用用下下，遗遗传传物物质的结构或数量发生改变，亦即遗传型的改变。质的结构或数量发生改变，亦即遗传型的改变。特点特点:a.在群体中出现几率极低，（一般为在群体中出现几率极低，（一般为1061010）b.形状变化的幅度大；形状变化的幅度大；c.变化后形成的新性状是稳定的，可遗传的。变化后形成的新性状是稳定的，可遗传的。饰饰变变（modification）：指指不不涉涉及及遗遗传传物物质质结结构构改改变变而而只发生在转录、转译水平上的表型变化。只发生在转录、转译水平上的表型变化。特特点点是是：a.几几乎乎整整个个群群体体中中的的每每一一个个个个体体都都发发生生同同样样的的变变化化；b.性性状状变变化化幅幅度度小小；c.因因遗遗传传物物质质不不变变，故故饰饰变变是是不遗传的。不遗传的。引起饰变的因素消失后，表型即可恢复。引起饰变的因素消失后，表型即可恢复。橘生淮南则为橘橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳。生于淮北则为枳。变异(variation):生物体在外因或内因的作用下，遗传微生物是遗传学研究中的明星：微生物是遗传学研究中的明星：t 微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，方便建立纯系。方便建立纯系。t 很多常见微生物都易于人工培养，能够快速、大很多常见微生物都易于人工培养，能够快速、大 量生长繁殖。量生长繁殖。t 物种和代谢类型多样物种和代谢类型多样t 对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，操作性强。操作性强。微生物是遗传学研究中的明星：微生物细胞结构简单，营养体一第一节第一节 遗传变异的物质基础遗传变异的物质基础 种质连续理论种质连续理论：18831889年间年间Weismann提出。认为遗提出。认为遗传物质是一种具有特定分子结构的化合物。传物质是一种具有特定分子结构的化合物。基因学说基因学说：二十世纪初发现了染色体并提出基因学说，使二十世纪初发现了染色体并提出基因学说，使得遗传物质基础的范围缩小到染色体上得遗传物质基础的范围缩小到染色体上。染色体由核酸和蛋白质两种长链高分子组成。染色体由核酸和蛋白质两种长链高分子组成。20多种氨基多种氨基酸经过不同排列组合，可以演变出的蛋白质数目几乎可以达酸经过不同排列组合，可以演变出的蛋白质数目几乎可以达到一个天文数字，而核酸的组成却简单得多，一般仅由到一个天文数字，而核酸的组成却简单得多，一般仅由4种种不同的核苷酸组成，它们通过排列组合只能产生较少种类的不同的核苷酸组成，它们通过排列组合只能产生较少种类的核酸，因此当时认为决定生物遗传型的染色体和基因，起活核酸，因此当时认为决定生物遗传型的染色体和基因，起活性成分是性成分是蛋白质蛋白质。DNA是遗传变异的物质基础的证明是遗传变异的物质基础的证明：1944年以后，利年以后，利用微生物为实验对象进行的用微生物为实验对象进行的三个著名实验（肺炎球菌的转化三个著名实验（肺炎球菌的转化试验、噬菌体感染试验、病毒的拆开与重建试验）试验、噬菌体感染试验、病毒的拆开与重建试验）第一节 遗传变异的物质基础 种质连续理论：18831一、三个证明一、三个证明DNA是遗传物质的经典实验是遗传物质的经典实验（一）经典转化实验（一）经典转化实验（1928年，年，F.Griffth）肺炎链球菌：肺炎链球菌：S型（菌体具荚膜，菌落表面光滑，有致型（菌体具荚膜，菌落表面光滑，有致病能力病能力R型（菌体无荚膜，菌落表面粗糙，无致病能力）型（菌体无荚膜，菌落表面粗糙，无致病能力）一、三个证明DNA是遗传物质的经典实验Griffith转化试验示意图转化试验示意图混合培养混合培养R型活菌型活菌S型活菌型活菌S型热死菌型热死菌R型活菌型活菌S型活菌型活菌健康健康病死病死Griffith转化试验示意图混合培养R型活菌S型活菌S型热（1）动物实验）动物实验对对小鼠注射活小鼠注射活R菌或死菌或死S菌菌 小鼠存活小鼠存活对小鼠注射活对小鼠注射活S菌菌小鼠死亡小鼠死亡对小鼠注射活对小鼠注射活R菌和热死菌和热死S菌菌 小鼠死亡小鼠死亡抽取心血分离抽取心血分离活的活的S菌菌热死热死S菌菌不生长不生长活活R 菌菌长出长出R菌菌热死热死S菌菌长出大量长出大量R菌和少量菌和少量S菌菌（2）细菌培养实验）细菌培养实验平皿培养平皿培养+活活R菌菌热死S菌不生长活R 菌长出R菌热死S（3）S型菌的无细胞抽提液试验型菌的无细胞抽提液试验实验说明：实验说明：加热杀死的加热杀死的S型细菌细胞内可能型细菌细胞内可能存在存在一种转化物质一种转化物质，它能通过某种方式进入，它能通过某种方式进入R型型细胞并使细胞并使R型细胞获得稳定的遗传性状，转变为型细胞获得稳定的遗传性状，转变为S型细胞。型细胞。活活R菌菌+S菌无细胞抽提液菌无细胞抽提液长出大量长出大量R菌和少量菌和少量S菌菌（3）S型菌的无细胞抽提液试验实验说明：加热杀死的S型细菌细加加S菌菌DNA加加S菌菌DNA及及DNA酶以外的酶酶以外的酶加加S菌的菌的DNA和和DNA酶酶加加S菌的菌的RNA加加S菌的蛋白质菌的蛋白质加加S菌的荚膜多糖菌的荚膜多糖活活R菌菌长出长出S菌菌只有只有R菌菌 1944年年O.T.Avery等等从从热热死死S型型pneumoniae中中提提纯纯了了可可能能作作为为转转化化因因子子的的各各种种成成分分,并并在在离离体体条条件下进行了转化试验件下进行了转化试验:加S菌DNA活R菌长出S菌只有R菌 1944年O.TAvery的实验说明：的实验说明：只只有有S型型细细菌菌的的DNA才才能能将将pneumoniae的的R型型转转化化为为S型型;且且DNA纯度越高，转化效率也越高。纯度越高，转化效率也越高。也也说说明明S型型菌菌株株转转移移给给R型型菌菌株株的的决决不不是是遗遗传传性性状状的本身，而是以的本身，而是以DNA为物质基础的遗传信息。为物质基础的遗传信息。Avery的实验说明：（二）噬菌体感染实验（二）噬菌体感染实验 1952 年年Hershey和和Chase利用示踪元素，对利用示踪元素，对大肠杆菌大肠杆菌 T2 噬菌体进行了这类实验。噬菌体进行了这类实验。将将E.coli分别培养在以放射性分别培养在以放射性32PO43或或35SO42作为磷源作为磷源或硫源的组合培养基中或硫源的组合培养基中.让让 T2 噬菌体侵染培养后的噬菌体侵染培养后的E.coli，从而使噬菌体打上，从而使噬菌体打上 35S 和和 32P 的标记。的标记。这种噬菌体再侵染不含标记元素的这种噬菌体再侵染不含标记元素的E.coli，并在完成吸，并在完成吸附和侵入后，附和侵入后，强烈搅拌洗涤，以便使吸附在菌体外表强烈搅拌洗涤，以便使吸附在菌体外表的的 噬菌体蛋白质外壳脱离细胞并均匀分布，再进行离噬菌体蛋白质外壳脱离细胞并均匀分布，再进行离心沉淀，分别测定沉淀物和上清液中的同位素标记。心沉淀，分别测定沉淀物和上清液中的同位素标记。（二）噬菌体感染实验 1952 年Hershey和Cha放射性放射性85%在沉淀中在沉淀中10分钟后分钟后用捣碎器用捣碎器使空壳脱离使空壳脱离吸附吸附离心离心沉淀细胞进一步培沉淀细胞进一步培养后，可产生大量养后，可产生大量完整的子代噬菌体完整的子代噬菌体上清液中含上清液中含15%放射性放射性沉淀中含沉淀中含85%放射性放射性以以32P标记标记DNA做噬菌体感染实验做噬菌体感染实验放射性85%在沉淀中10分钟后吸附离心沉淀细胞进一步培养后，沉淀中含沉淀中含25%放射性放射性以以35S标记蛋白质外壳做噬菌体感染实验标记蛋白质外壳做噬菌体感染实验放射性放射性75%在上清液中在上清液中10分钟后分钟后用捣碎器用捣碎器使空壳脱离使空壳脱离吸附吸附离心离心沉淀细胞进一步培沉淀细胞进一步培养后，可产生大量养后，可产生大量完整的子代噬菌体完整的子代噬菌体上清液中含上清液中含75%放射性放射性沉淀中含以35S标记蛋白质外壳做噬菌体感染实验放射性75%在实验结果：实验结果：几乎全部几乎全部 35S 都在上清液中，而几都在上清液中，而几乎全部乎全部 32P 和细菌一起出现在沉淀物中。和细菌一起出现在沉淀物中。实验说明：实验说明：在其在其DNA中，含有包括合成蛋白中，含有包括合成蛋白质外壳在内的整套遗传信息。质外壳在内的整套遗传信息。实验结果：几乎全部 35S 都在上清液中，而几乎全部 32（三）植物病毒的重建实验（三）植物病毒的重建实验 1956年，年，H.Fraenkel-Conrat用含用含RNA的烟草花叶病的烟草花叶病毒（毒（TMV）进行了植物病毒重建实验。）进行了植物病毒重建实验。具体步骤：具体步骤：将将TMV在一定浓度的苯酚溶液中振荡，就能将其蛋在一定浓度的苯酚溶液中振荡，就能将其蛋白质外壳与白质外壳与RNA核心相分离。分离后的核心相分离。分离后的RNA在没有蛋在没有蛋白质包裹的情况下，也能感染烟草并使其患典型症白质包裹的情况下，也能感染烟草并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离出正常病毒粒子。状，而且在病斑中还能分离出正常病毒粒子。（三）植物病毒的重建实验 1956年，H.Fra选用选用TMV和霍氏车前花叶病毒和霍氏车前花叶病毒（HRV），分别拆分取得各自的），分别拆分取得各自的RNA和蛋白质，将两种和蛋白质，将两种RNA分别分别与对方的蛋白质外壳重建形成两与对方的蛋白质外壳重建形成两种杂合病毒种杂合病毒RNA（TMV）蛋白质（蛋白质（HRV）RNA（HRV）蛋白质（蛋白质（TMV）用两种杂合病用两种杂合病毒感染寄主：毒感染寄主：表现表现TMV的典型的典型症状病分离到正症状病分离到正常常TMV粒子粒子表现表现HRV的典型的典型症状病分离到正症状病分离到正常常HRV粒子粒子选用TMV和霍氏车前花叶病毒（HRV），分别拆分取得各自的R19通过这三个具有历史意义的经典实验，得到一个通过这三个具有历史意义的经典实验，得到一个确信无疑的共同结论：确信无疑的共同结论：只有核酸才是负载遗传信息的真正物质基础。只有核酸才是负载遗传信息的真正物质基础。实验证明，遗传信息的流向与实验证明，遗传信息的流向与RNA的传递是一的。的传递是一的。遗传物质是核酸遗传物质是核酸(RNA)而非蛋白质而非蛋白质结论结论通过这三个具有历史意义的经典实验，得到一个确信无疑的共同结论Prusiner(1982)提出羊搔痒病因子是一种提出羊搔痒病因子是一种蛋白蛋白质侵染颗粒质侵染颗粒(proteinaceous infectious particle),并将之称做并将之称做Prion或或Virino。朊病毒朊病毒1997年，年，Stanley B.Prusiner荣获诺贝尔奖荣获诺贝尔奖Prusiner(1982)提出羊搔痒病因子是一种蛋白1921朊病毒的发现与思考朊病毒的发现与思考1）蛋白质是否可以作为遗传物质？）蛋白质是否可以作为遗传物质？prion是生命的一个特例？是生命的一个特例？还是仅仅为表达调控的一种形式？还是仅仅为表达调控的一种形式？2）蛋白质折叠与功能的关系）蛋白质折叠与功能的关系,是否存在折是否存在折 叠密码？叠密码？朊病毒的发现与思考1）蛋白质是否可以作为遗传物质？2）蛋白质二、微生物的基因组二、微生物的基因组基因（基因（gene）是生物体内一切具有自主复是生物体内一切具有自主复制能力的最小遗传功能单位，其物质基础是制能力的最小遗传功能单位，其物质基础是一条以直线排列、具有特定核苷酸序列的核一条以直线排列、具有特定核苷酸序列的核酸片断。酸片断。据报道，到据报道，到2004年底，有年底，有150多种微生物基多种微生物基因组序列已经测定完成，还有上百种正在测因组序列已经测定完成，还有上百种正在测序当中。序当中。二、微生物的基因组基因（gene）是生物体内一切具有自主复制（一）真核微生物的基因组（一）真核微生物的基因组真核微生物的基因组包括真核微生物的基因组包括染色体染色体DNA和和染色体染色体外的外的DNA。染色体染色体DNA大多与蛋白质结合成染色体。（种大多与蛋白质结合成染色体。（种类不同，染色体数目各异）类不同，染色体数目各异）染色体外染色体外DNA主要存在于细胞器中，如线粒体主要存在于细胞器中，如线粒体DNA、叶绿体、叶绿体DNA 和和2um质粒等。质粒等。（一）真核微生物的基因组真核微生物的基因组包括染色体DNA和（二）原核微生物的基因组（二）原核微生物的基因组原核微生物的基因组包括原核微生物的基因组包括核基因组核基因组DNA和和染色体外染色体外的的DNA。核基因组核基因组DNA游离于细胞质中，大多为环状游离于细胞质中，大多为环状DNA。染色体外的染色体外的DNA称之为称之为质粒质粒。严紧型质粒严紧型质粒：复制行为与核染色体的复制同步：复制行为与核染色体的复制同步松弛型质粒松弛型质粒：复制行为与核染色体的复制不同步：复制行为与核染色体的复制不同步（二）原核微生物的基因组原核微生物的基因组包括核基因组DNA（三）原核生物的质粒（三）原核生物的质粒1、定义、定义质粒（质粒（plasmid）：一种独立于染色体外，能进行自主复制的一）：一种独立于染色体外，能进行自主复制的一类小型闭合环状双链类小型闭合环状双链DNA分子。分子。质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的；质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的；在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能，从在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能，从而使宿主得到生长优势。而使宿主得到生长优势。（三）原核生物的质粒1、定义2、结构特点、结构特点通常以共价闭合环状通常以共价闭合环状(covalently closed circle，简称简称CCC)的的超螺旋双链超螺旋双链DNA分子存在于细胞中；分子存在于细胞中；也发现有线型双链也发现有线型双链DNA质粒和质粒和RNA质粒；质粒；质粒分子的大小范围从质粒分子的大小范围从1kb左右到左右到1000kb；（细菌质粒多在（细菌质粒多在10kb以内）以内）2、结构特点3、质粒在基、质粒在基因工程中的因工程中的应用应用质粒的优点：质粒的优点：（1）体积小，易）体积小，易分离和操作分离和操作（2）环状，稳定）环状，稳定（3）独立复制）独立复制（4）拷贝数多）拷贝数多（5）存在标记位）存在标记位点，易筛选点，易筛选3、质粒在基因工程中的应用4、质粒的主要种类、质粒的主要种类致育因子（致育因子（F因子）因子）抗性因子（抗性因子（R因子）因子）Col质粒质粒Ti质粒质粒Ri质粒质粒mega质粒（巨大质粒）质粒（巨大质粒）降解性质粒降解性质粒4、质粒的主要种类致育因子（F因子）第二节第二节 基因突变和诱变育种基因突变和诱变育种 一、基因突变（基因突变（gene mutation）简称突变，简称突变，是变异的一种，指生物体内遗传物质的分是变异的一种，指生物体内遗传物质的分子结构或数量突然发生的子结构或数量突然发生的可遗传可遗传的变化。的变化。突变率常在突变率常在10-610-9范围内。范围内。野生型（原始性状）野生型（原始性状）基因突变基因突变突变型（新性状）突变型（新性状）第二节 基因突变和诱变育种 一、基因突变（gene m突变突变自发突变自发突变诱变诱变环境因素的影响环境因素的影响,DNA复制过程的偶然错误等复制过程的偶然错误等而导致而导致,一般频率较低一般频率较低,通常为通常为106109。某些物理、化学因素对生某些物理、化学因素对生物体的物体的DNA进行直接作用，进行直接作用，突变以较高的频率产生。突变以较高的频率产生。突变自发突变诱变环境因素的影响,DNA某些物理、化学因素对生（一）常见的基因突变的类型（一）常见的基因突变的类型基因突变的类型是多种多样的，按突变体表基因突变的类型是多种多样的，按突变体表型不同，可分为以下几种类型：型不同，可分为以下几种类型：（1）营养缺陷突变型。）营养缺陷突变型。（2）抗性突变型。）抗性突变型。（3）条件致死突变型。）条件致死突变型。（4）形态突变型。）形态突变型。（5）其他突变型。）其他突变型。（一）常见的基因突变的类型（1）营养缺陷型）营养缺陷型 一种缺乏合成其生存所必须的营养物一种缺乏合成其生存所必须的营养物(包包括括氨基酸、维生素、碱基等氨基酸、维生素、碱基等)的突变型的突变型,只只有从周围环境或培养基中获得这些营养有从周围环境或培养基中获得这些营养物才能生长。物才能生长。营养缺陷型突变株在遗传学、分子生物学和营养缺陷型突变株在遗传学、分子生物学和育种工作中十分有用。育种工作中十分有用。判断表型的标准判断表型的标准:在基本培养基上能否生长在基本培养基上能否生长.（1）营养缺陷型 一种缺乏合成其生存所必须的营养物(包营养（2）抗药性突变型）抗药性突变型(resistant mutant)基因突变使菌株对某种或某几种药物基因突变使菌株对某种或某几种药物,特特别是抗生素，产生抗性。别是抗生素，产生抗性。特点特点:正选择标记正选择标记(突变株可直接从抗性平板突变株可直接从抗性平板上获得上获得在加有相应抗生素的平板上在加有相应抗生素的平板上,只有抗只有抗性突变能生长。所以很容易分离得到。性突变能生长。所以很容易分离得到。)表示方法表示方法:所抗药物的前三个小写斜体英文所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上字母加上“r”表示表示strr 和和 strs 分别表示对链霉素分别表示对链霉素的抗性和敏感性。的抗性和敏感性。（2）抗药性突变型(resistant mutant)基（3）条件致死突变型）条件致死突变型 在某一条件下具有致死效应在某一条件下具有致死效应,而在另一条件而在另一条件下没有致死效应的突变型。下没有致死效应的突变型。常用的条件致死突变是常用的条件致死突变是温度敏感突变温度敏感突变,用用ts(temperature sensitive)表示。表示。如：某些如：某些T4T4噬菌体突变株在噬菌体突变株在25 25 下可感染下可感染宿主，而在宿主，而在37 37 下却不能感染。下却不能感染。（3）条件致死突变型 在某一条件下具有致死效应（4）形态突变型）形态突变型指由突变引起的个体或菌落形态的变异。指由突变引起的个体或菌落形态的变异。特点：特点：非选择性突变非选择性突变突变株和野生型菌株均可生长突变株和野生型菌株均可生长,但但可从形态特征上进行区分。可从形态特征上进行区分。举例：举例：产蛋白酶缺陷突变株的筛选产蛋白酶缺陷突变株的筛选菌落颜色变化菌落颜色变化形成芽孢缺陷菌株形成芽孢缺陷菌株（4）形态突变型指由突变引起的个体或菌落形态的变异。特点：非（5）其它突变类型）其它突变类型 毒力、生产某种代谢产物的发酵能力毒力、生产某种代谢产物的发酵能力的变化等在实际应用中具有重要意义，的变化等在实际应用中具有重要意义，突变类型一般都突变类型一般都不具有很明显或可直接不具有很明显或可直接检测到的表型检测到的表型。其突变株的获得往往需。其突变株的获得往往需要较大的工作量。要较大的工作量。（5）其它突变类型 毒力、生产某种代谢产物的发酵能（二）突变率（二）突变率 突变率突变率:每一细胞在每一世代中发生某一性状每一细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率。突变率为突变的几率。突变率为10-8是指该细胞在一亿是指该细胞在一亿次细胞分裂中，会发生一次突变。突变率也可次细胞分裂中，会发生一次突变。突变率也可以用每一单位群体在每一世代中产生突变株以用每一单位群体在每一世代中产生突变株（mutant，即突变型）的数目来表示。如一个，即突变型）的数目来表示。如一个含含108个细胞的群体，当其分裂为个细胞的群体，当其分裂为2108个细胞个细胞时，即可产生一个突变表型。时，即可产生一个突变表型。突变率突变率=突变细胞数突变细胞数/分裂前群体细胞数分裂前群体细胞数 突变率是独立的突变率是独立的。某一基因发生突变不会影响。某一基因发生突变不会影响其它基因的突变率。在同一个细胞中同时发生其它基因的突变率。在同一个细胞中同时发生两个基因突变的几率是极低的，因为双重突变两个基因突变的几率是极低的，因为双重突变型的几率只是各个突变几率的乘积。型的几率只是各个突变几率的乘积。（二）突变率（三）突变的特点（三）突变的特点 适用于整个生物界，以细菌的抗药性为例。适用于整个生物界，以细菌的抗药性为例。1.不对应性不对应性：突变的性状与突变原因之间无直接的对应：突变的性状与突变原因之间无直接的对应关系。关系。（变量试验、涂布试验、平板影印培养试验）（变量试验、涂布试验、平板影印培养试验）2.自发性自发性：突变可以在没有人为诱变因素处理下自发地：突变可以在没有人为诱变因素处理下自发地产生。产生。3.稀有性稀有性：突变率低且稳定。：突变率低且稳定。4.独立性独立性：各种突变独立发生，不会互相影响。：各种突变独立发生，不会互相影响。5.可诱发性可诱发性：诱变剂可提高突变率。：诱变剂可提高突变率。6.稳定性稳定性：变异性状稳定可遗传。：变异性状稳定可遗传。7.可逆性可逆性：原始的野生基因到变异株的突变称为正向：原始的野生基因到变异株的突变称为正向 突变，相反的过程则称为回复突变。突变，相反的过程则称为回复突变。（三）突变的特点 适用于整个生物界，以细菌的抗证明突变的性状与引起突变的原因间证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！无直接对应关系！如何证明基因突变的不对应性如何证明基因突变的不对应性?三个经典实验三个经典实验变量实验、涂布实验、影印实验变量实验、涂布实验、影印实验证明突变的性状与引起突变的原因间如何证明基因突变的不对应性?Salvador Luria and Max Delbruck的的变量实验变量实验（1943）The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1969Salvador Luria and Max DelbrucNewcombe的的涂布实验涂布实验(1949)Newcombe的涂布实验(1949)证明：耐药突变是自发的、随机的，药物只起选择作用证明：耐药突变是自发的、随机的，药物只起选择作用无抗生素平板无抗生素平板含抗生素平板含抗生素平板标记点标记点2耐药菌株耐药菌株影印用无影印用无菌丝绒布菌丝绒布影印影印后后丝绒布上丝绒布上对应菌落对应菌落1含抗生素培养管含抗生素培养管（细菌生长（细菌生长 混浊）混浊）3 含抗生素培养管（细菌含抗生素培养管（细菌不生长不生长 澄清）澄清）3 Joshua Lederberg的的影印实验影印实验(1952)证明：耐药突变是自发的、随机的，药物只起选择作用无抗生素平板J.Lederberg is awarded the Noble Prize in Medicine or Physiology in 1958J.Lederberg is awarded the No（四）突变的机制（四）突变的机制 碱基置换（转换碱基置换（转换 颠换）颠换）点突变点突变 移码突变（缺失移码突变（缺失 添加）添加）诱变诱变 畸变：缺失、添加、易位、倒位畸变：缺失、添加、易位、倒位 自发突变自发突变突变突变（四）突变的机制 二、突变与育种二、突变与育种1、自发突变与育种、自发突变与育种：选育选育 定向培育定向培育2、诱变育种、诱变育种（1）诱变育种的基本环节）诱变育种的基本环节二、突变与育种（2）诱变育种简便有效的诱变剂）诱变育种简便有效的诱变剂诱变剂诱变剂物理因素物理因素化学因素化学因素紫外线紫外线激光激光离子束离子束X射线射线g g射线射线快中子快中子烷化剂烷化剂碱基类似物碱基类似物吖啶化合物吖啶化合物（2）诱变育种简便有效的诱变剂诱变剂物理因素化学因素紫外线烷诱变剂与致癌物质诱变剂与致癌物质Ames试验试验a)利用各种诱变剂获得各类遗传突变，利用各种诱变剂获得各类遗传突变，进行诱变育种；进行诱变育种；c)危害人类自身的健康危害人类自身的健康.b)对有害微生物进行控制；对有害微生物进行控制；很多种化学物质很多种化学物质,能以各种机制导致能以各种机制导致DNA的突变的突变诱变剂与致癌物质Ames试验a)利用各种诱变剂获得各类遗Ames试验：利用细菌模型了解潜在化学致癌物的诱变作用试验：利用细菌模型了解潜在化学致癌物的诱变作用“生物化学统一性生物化学统一性”法则：法则：人和细菌在人和细菌在DNA的结构及特性方面是一致的，能使微生物发的结构及特性方面是一致的，能使微生物发生突变的诱变剂必然也会作用于人的生突变的诱变剂必然也会作用于人的DNA，使其发生突变，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的后果。最后造成癌变或其他不良的后果。诱变剂的共性原则：诱变剂的共性原则：化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性成正比化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性成正比超过超过95%的致癌物质对微生物有诱变作用的致癌物质对微生物有诱变作用90%以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用 Ames试验：利用细菌模型了解潜在化学致癌物的诱变作用“生物美国加利福尼亚大学的美国加利福尼亚大学的Bruce Ames教授于教授于1966年发明，年发明，因此称为因此称为Ames试验试验具体操作：检测鼠伤寒沙门氏菌具体操作：检测鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhmurium)组氨酸营养缺陷型菌株组氨酸营养缺陷型菌株(his)的回复突变的回复突变率率回复突变回复突变：突变体失去的野生型性状，可以通过第二突变体失去的野生型性状，可以通过第二次突变得到恢复，这种第二次突变称为回复突变次突变得到恢复，这种第二次突变称为回复突变美国加利福尼亚大学的Bruce Ames教授于1966年发明Ames试验试验Ames试验证明证明Ames试验重要性的应用实例：试验重要性的应用实例：国外曾开发了一种降低妇女妊娠反应的药国外曾开发了一种降低妇女妊娠反应的药物物“反应停反应停”,由于药效显著由于药效显著,在五十年代在五十年代十分流行十分流行,但随后人们就发现畸形儿的出生但随后人们就发现畸形儿的出生率明显增高率明显增高,而且生产畸形儿的妇女大多曾而且生产畸形儿的妇女大多曾服用服用“反应停反应停”,后来采用后来采用Ames试验发现试验发现这种物质的确具有很强的致突变作用这种物质的确具有很强的致突变作用,因此因此这种药物被禁止使用这种药物被禁止使用.如果能在这种药物上如果能在这种药物上市之前就进行市之前就进行Ames试验检测试验检测,那么这种大那么这种大量出生畸形儿的悲剧完全可以避免。量出生畸形儿的悲剧完全可以避免。证明Ames试验重要性的应用实例：国外曾开发了一种降低妇以营养缺陷型突变株的筛选为例以营养缺陷型突变株的筛选为例（3）突变株的筛选）突变株的筛选以营养缺陷型突变株的筛选为例（3）突变株的筛选与筛选营养缺陷型突变株有关的三类培养基与筛选营养缺陷型突变株有关的三类培养基基本培养基（基本培养基（MM，minimal medium）：）：仅能仅能满足某微生物的野生型菌株生长需要的最低成满足某微生物的野生型菌株生长需要的最低成分组合培养基，称基本培养基。可用符号分组合培养基，称基本培养基。可用符号“”来表示。来表示。完全培养基（完全培养基（CM，complete medium）：）：凡可凡可满足一切营养缺陷型菌株营养需要的组合培养满足一切营养缺陷型菌株营养需要的组合培养基，可称为完全培养基。可用符号基，可称为完全培养基。可用符号“”。补充培养基（补充培养基（SM，supplemental medium）：）：凡只能满足相应的营养缺陷型生长需要的组合凡只能满足相应的营养缺陷型生长需要的组合培养基，称为补充培养基。补充培养基的符号培养基，称为补充培养基。补充培养基的符号可根据加入的是可根据加入的是A或或B等代谢物而分别用等代谢物而分别用A或或B等来表示。等来表示。与筛选营养缺陷型突变株有关的三类培养基基本培养基（MM，mi与营养缺陷突变有关的三类遗传型个体与营养缺陷突变有关的三类遗传型个体野生型野生型：从自然界分离到的任何微生物在其发生营：从自然界分离到的任何微生物在其发生营养缺陷突变前的原始菌株。养缺陷突变前的原始菌株。营养缺陷型营养缺陷型：野生型菌株经诱变处理后，丧失了某：野生型菌株经诱变处理后，丧失了某酶的合成能力，只能在加有该酶合成产物的培养基酶的合成能力，只能在加有该酶合成产物的培养基中生长，这类突变称为营养缺陷型突变株（简称营中生长，这类突变称为营养缺陷型突变株（简称营养缺陷型）。养缺陷型）。原养型原养型：营养缺陷型突变经回变或重组后产生的菌：营养缺陷型突变经回变或重组后产生的菌株，营养要求在表型上与野生型相同。株，营养要求在表型上与野生型相同。与营养缺陷突变有关的三类遗传型个体野生型：从自然界分离到的任突变株的筛选方法突变株的筛选方法诱变诱变检出营养缺陷型检出营养缺陷型淘汰野生型淘汰野生型鉴定营养缺陷型鉴定营养缺陷型富集培养富集培养（抗生素法）（抗生素法）（菌丝过滤法）（菌丝过滤法）夹层培养法夹层培养法限量补充培养法限量补充培养法逐个检出法逐个检出法影印平板法影印平板法生长谱法生长谱法突变株的筛选方法诱变检出营养缺陷型淘汰野生型鉴定营养缺陷型富第三节第三节 基因重组与杂交育种基因重组与杂交育种基因重组（基因重组（gene recombination）：凡把两个不同：凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子性状个体内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子间的重新组合，形成新遗传型个体的方式。重组可间的重新组合，形成新遗传型个体的方式。重组可使生物体在未发生突变的情况下，也能产生新遗传使生物体在未发生突变的情况下，也能产生新遗传型的个体。型的个体。重组是分子水平上的一个概念，而一般所说的杂交重组是分子水平上的一个概念，而一般所说的杂交则是细胞水平上的一个概念。杂交中必然包含着重则是细胞水平上的一个概念。杂交中必然包含着重组，而重组则不限于杂交这一形式。真核微生物中组，而重组则不限于杂交这一形式。真核微生物中的的有性杂交、准性杂交有性杂交、准性杂交等原核生物中的等原核生物中的转化、转导、转化、转导、接合接合和和原生质体融合原生质体融合等都是基因重组在细胞水平上等都是基因重组在细胞水平上的反映。的反映。第三节 基因重组与杂交育种基因重组（gene recomb一、原核微生物的基因重组一、原核微生物的基因重组 转化转化转导转导接合接合 原生质体融合原生质体融合基因重组的方式基因重组的方式一、原核微生物的基因重组 （一）转化（一）转化（transformation）供体菌供体菌受体菌受体菌DNA片段片段1928年，年，Griffith发现肺炎链球菌（发现肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）的转化现象的转化现象,目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能力。目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能力。转化或转化作用转化或转化作用：受体菌（：受体菌（recipient或或receptor）直接吸收）直接吸收了来自供体菌（了来自供体菌（donor）的）的DNA片段，通过交换整合到自己片段，通过交换整合到自己的基因组中，从而获得部分新的遗传型状的现象。接受了供的基因组中，从而获得部分新的遗传型状的现象。接受了供体菌体菌DNA的受体菌称为的受体菌称为转化子（转化子（transformant）。（一）转化（transformation）供体菌受体菌DNA范围范围：原核生物中，转化是一个较普遍的现象。：原核生物中，转化是一个较普遍的现象。若干放线菌和蓝细菌及少数真核微生物也有转化报若干放线菌和蓝细菌及少数真核微生物也有转化报道。道。转化发生的条件转化发生的条件两个菌种或菌株之间能否发生转化，与它们在进化过两个菌种或菌株之间能否发生转化，与它们在进化过程中的亲缘关系有着密切的关系。但即使在转化率极程中的亲缘关系有着密切的关系。但即使在转化率极高的那些种中，其不同菌株间也不一定都可发生转化。高的那些种中，其不同菌株间也不一定都可发生转化。进行转化的受体细胞必须处于进行转化的受体细胞必须处于感受态感受态，亦即受体细胞，亦即受体细胞最易接受外源最易接受外源DNA片段并实现其转化的一种生理状态。片段并实现其转化的一种生理状态。也可以采用人工的方法使细菌转变成也可以采用人工的方法使细菌转变成感受态感受态。范围：原核生物中，转化是一个较普遍的现象。strRstrS转化的过程转化的过程复制分裂，只有一个子代复制分裂，只有一个子代DNA分子获得供体基因分子获得供体基因strRstrS吸附吸附strRstrS转化的过程复制分裂，只有一个子代DNA分子获（二）接合（二）接合(conjugation)1.实验证据实验证据 1946年年,Joshua Lederberg 和和Edward L.Taturm 细菌的多重营养缺陷型杂交细菌的多重营养缺陷型杂交实验。实验。概念：概念：供体菌通过性菌毛传供体菌通过性菌毛传递不同长度的单链递不同长度的单链DNA给受给受体菌，在后者细胞中发生交体菌，在后者细胞中发生交换、整合，从而使后者获得换、整合，从而使后者获得供体菌的遗传性状的现象。供体菌的遗传性状的现象。获得新性状的受体细胞称为获得新性状的受体细胞称为接合子。接合子。（二）接合(conjugation)1.实验证据 19中间平板上长中间平板上长出的原养型菌出的原养型菌落，是因为两落，是因为两菌株之间发生菌株之间发生了遗传交换和了遗传交换和重组所致！重组所致！中间平板上长出的原养型菌落，是因为两菌株之间发生了遗传交换和证实接合过程需要细胞间的直接接触的证实接合过程需要细胞间的直接接触的“U”型管型管实验（实验（Bernard Davis，1950）证实接合过程需要细胞间的直接接触的“U”型管实验（Bern接合机制接合机制接合作用是由一种被称为接合作用是由一种被称为F因子因子的质粒介导。的质粒介导。F因子的分子量通常为因子的分子量通常为5107，上面有编码细菌产生性，上面有编码细菌产生性菌毛及控制接合过程进行的菌毛及控制接合过程进行的20多个基因。多个基因。F因子为附加体质粒，因子为附加体质粒，既可以脱离染色体在既可以脱离染色体在细胞内独立存在，也细胞内独立存在，也可插入（整合）到染可插入（整合）到染色体上色体上接合机制接合作用是由一种被称为F因子的质粒介导。F因子为附加F因子的四种细胞形式因子的四种细胞形式 a）F菌株菌株(“雌性雌性”菌株菌株)，不含，不含F因子，没有性菌毛，但可以通过因子，没有性菌毛，但可以通过接合作用接收接合作用接收F因子而变成因子而变成F+菌株菌株；b）F+菌株菌株(“雄性雄性”菌株菌株)，F因因子独立存在，细胞表面有性菌毛。子独立存在，细胞表面有性菌毛。c）Hfr菌株菌株，F因子插入到染色体因子插入到染色体DNA上，细胞表面有性菌毛。上，细胞表面有性菌毛。d）F菌株菌株，Hfr菌株内的菌株内的F因子因因子因不正常切割而脱离染色体时，形不正常切割而脱离染色体时，形成游离的但携带一小段染色体基成游离的但携带一小段染色体基因的因的F因子，特称为因子，特称为F因因 子。子。细细胞表面同样有性菌毛。胞表面同样有性菌毛。F因子的四种细胞形式 a）F-菌株(“雌性”菌株)，不含F因F+F-F F-Hfr F-的接合结果的接合结果F+F-2 F+F F-2F Hfr F-Hfr+受体菌获得受体菌获得Hfr菌株部分菌株部分 遗传性状（遗传性状（F-）F+F-F F-H（三）转导（三）转导(transduction)转导转导：通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体的媒介，：通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的把供体细胞的DNA小片段携带到受体细胞中，小片段携带到受体细胞中，通过交换与整合，使后者获得前者部分遗传形通过交换与整合，使后者获得前者部分遗传形状的现象。获得新遗传形状的受体细胞称为转状的现象。获得新遗传形状的受体细胞称为转导子（导子（transductant）转导的方式转导的方式：普遍转导普遍转导 转导转导 局限转导局限转导 （三）转导(transduction)转导：通过完全缺陷或部1、普遍转导（、普遍转导（generalized transduction）通过通过完全缺陷噬菌体完全缺陷噬菌体对供体菌任何小片段的误包，对供体菌任何小片段的误包，而实现其遗传性状传递到受体菌的转导现象。而实现其遗传性状传递到受体菌的转导现象。1、普遍转导（generalized transductio(1)意外的发现意外的发现 1951年年,Joshua Lederberg和和Norton Zinder为了证实大肠杆菌以外的其它菌种是为了证实大肠杆菌以外的其它菌种是否也存在接合作用否也存在接合作用,用二株具不同的多重用二株具不同的多重营养缺陷型的营养缺陷型的鼠伤寒沙门氏菌鼠伤寒沙门氏菌进行的实验进行的实验:用用“U”型管进行同样的实验时型管进行同样的实验时,在给体和受体细在给体和受体细胞不接触的情况下胞不接触的情况下,同样同样出现原养型细菌出现原养型细菌！(1)意外的发现 1951年,Joshua Lederb微生物的遗传变异和育种课件沙门氏菌沙门氏菌LT22A是携带是携带P22噬菌体的溶噬菌体的溶源性细菌另一株是非溶源性细菌源性细菌另一株是非溶源性细菌一个表面看起来常规的研究却导致一个表面看起来常规的研究却导致一个惊奇和十分重要发现！一个惊奇和十分重要发现！基因的传递很可能是由可透过基因的传递很可能是由可透过“U”型管型管滤板的滤板的P22噬菌体介导的噬菌体介导的普遍性转导这一重要的基因转移途径普遍性转导这一重要的基因转移途径沙门氏菌LT22A是携带P22噬菌体的溶一个表面看起来常规的(2)转导模型转导模型(2)转导模型普遍性转导的普遍性转导的三种后果三种后果:进入受体的外源进入受体的外源DNA通过与细胞染色体的通过与细胞染色体的重组交换而形成稳定重组交换而形成稳定的转导子的转导子外源外源DNA被降解被降解,转导失败。转导失败。流产转导流产转导普遍性转导的三种后果:进入受体的外源DNA外源DNA被降解,74流产转导流产转导(abortive transduction)特点特点:在选择培养基平板上形成微小菌落在选择培养基平板上形成微小菌落转导转导DNA不能进行重组和复制不能进行重组和复制,但其携带的基因可经但其携带的基因可经过转录而得到表达。过转录而得到表达。DNA不能复制不能复制,因此群体中仅因此群体中仅一个细胞含有一个细胞含有DNA,而其它而其它细胞只能得到细胞只能得到其基因产物其基因产物,形形成微小菌落。成微小菌落。流产转导(abortive transduction)特点:752、局限转导（、局限转导（specializd transduction）概念概念：通过：通过部分缺陷的温和噬菌体部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并获得表达的转导现象。基因携带到受体菌中，并获得表达的转导现象。特点特点：仅转导供体菌的个别基因（一般为噬菌体整合位：仅转导供体菌的个别基因（一般为噬菌体整合位点两侧的基因）；特定的基因由部分缺陷噬菌体携带；点两侧的基因）；特定的基因由部分缺陷噬菌体携带；缺陷噬菌体是由于其在形成过程中所发生的低频率误切缺陷噬菌体是由于其在形成过程中所发生的低频率误切（误切的频率一般在（误切的频率一般在10-5左右，如左右，如E.coli 噬菌体引起的噬菌体引起的半乳糖利用、产生物素基因的转导）而形成。半乳糖利用、产生物素基因的转导）而形成。2、局限转导（specializd transduction温和噬菌体感染温和噬菌体感染整合到细菌染色体特定位点上整合到细菌染色体特定位点上宿主细胞发生溶源化宿主细胞发生溶源化溶源菌因诱导而发生裂解时溶源菌因诱导而发生裂解时,在前噬菌体二侧的少数宿主在前噬菌体二侧的少数宿主基因因偶尔发生的不正常切基因因偶尔发生的不正常切割而连在噬菌体割而连在噬菌体DNA上上部分缺陷的温和噬菌体部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基把供体菌的少数特定基因转移到受体菌中因转移到受体菌中温和噬菌体感染整合到细菌染色体特定位点上溶源菌因诱导而发生裂接合接合(conjugation)：细胞与细胞的直接接触细胞与细胞的直接接触(由由F因子介导因子介导)转导转导(transduction)：由噬菌体介导由噬菌体介导转化转化(transformation)：游离游离DNA分子分子+感受态细胞感受态细胞接合(conjugation)：细胞与细胞的直接接触(由F“接合接合”“转导转导”及及“转化转化”这三种遗传重组过程各自的这三种遗传重组过程各自的特点：特点：外源外源DNA的来源及进入途径有差异的来源及进入途径有差异“接合”“转导”及“转化”这三种遗传重组过程各自的特点：（四）原生质体融合（四）原生质体融合（protoplast fusion）概念概念：通过人为的方法，使遗传性状不同的两细胞通过人为的方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合，并进而发生遗传重组以产生同的原生质体发生融合，并进而发生遗传重组以产生同时带有双亲性状的、遗传性稳定的融合子的过程，称时带有双亲性状的、遗传性稳定的融合子的过程，称为原生质体融合。为原生质体融合。原生质体融合的优点：原生质体融合的优点：可以提高重组率可以提高重组率 双亲可以少带标记或不带标记双亲可以少带标记或不带标记 可进行多亲本融合可进行多亲本融合 有利于不同种间、属间微生物的杂交有利于不同种间、属间微生物的杂交 通过原生质体融合提高产量通过原生质体融合提高产量（四）原生质体融合（protoplast fusion）概原生质体融合操作示意图原生质体融合操作示意图 去壁去壁 A+B-（高渗下）（高渗下）A+B-PEG或电脉冲或电脉冲 离心促融离心促融 去壁去壁 A-B+（高渗下）（高渗下）A-B+融合子（融合子（AA,BB,AB）长成菌落）长成菌落 -检出检出A+B+融合子融合子 筛选优良性状的融合子筛选优良性状的融合子原生质体融合操作示意图二、真核微生物的基因重组二、真核微生物的基因重组真核微生物的基因重组的方式真核微生物的基因重组的方式有性杂交有性杂交：一般指性细胞之间的结合和随之发：一般指性细胞之间的结合和随之发生的染色体重组，并产生新遗传型后代的一种生的染色体重组，并产生新遗传型后代的一种育种技术。育种技术。准性杂交准性杂交：同种生物的两个不同的体细胞发生：同种生物的两个不同的体细胞发生融合，以有丝分裂的方式而导致低频率的基因融合，以有丝分裂的方式而导致低频率的基因重组并产生重组子的杂交方式。重组并产生重组子的杂交方式。二、真核微生物的基因重组真核微生物的基因重组的方式性状稳定的菌种是微生物学工作最重要性状稳定的菌种是微生物学工作最重要的基本要求，否则生产或科研都无法正的基本要求，否则生产或科研都无法正常进行。常进行。影响微生物菌种稳定性的因素：影响微生物菌种稳定性的因素：a）变异；变异；b）污染；污染；c）死亡；死亡；第四节第四节 菌种的衰退、复壮和保藏菌种的衰退、复壮和保藏性状稳定的菌种是微生物学工作最重要的基本要求，否则生产或科研一、菌种的衰退与复壮一、菌种的衰退与复壮1)从衰退的菌种群体中把少数个体再找出来从衰退的菌种群体中把少数个体再找出来,重新获得具有原有典型性状的菌种。重新获得具有原有典型性状的菌种。2)有意识地利用微生物会发生自发突变的特性有意识地利用微生物会发生自发突变的特性,在在日常的菌种维护工作中不断筛选日常的菌种维护工作中不断筛选“正变正变”个体。个体。大量群体中的自发突变大量群体中的自发突变菌种的复壮：菌种的复壮：a)纯种分离；纯种分离；b)通过寄主体进行复壮；通过寄主体进行复壮；菌种衰退的特点菌种衰退的特点:一、菌种的衰退与复壮1)从衰退的菌种群体中把少数个体再找出来二、防止衰退的措施二、防止衰退的措施1)减少传代次数；减少传代次数；2)创造良好的培养条件；创造良好的培养条件；3)经常进行纯种分离经常进行纯种分离,并对相应的性状并对相应的性状 指标进行检查；指标进行检查；4)采用有效的菌种保藏方法；采用有效的菌种保藏方法；二、防止衰退的措施1)减少传代次数；2)创造良好的培养条件；重要的菌种保藏机构：重要的菌种保藏机构：中国微生物菌种保藏委员会中国微生物菌种保藏委员会(CCCCM)美国的典型菌种保藏中心美国的典型菌种保藏中心(ATCC)菌种保藏机构的任务：菌种保藏机构的任务：广泛收集实验室和生产广泛收集实验室和生产菌种、菌株（包括病毒株以及动、植物细胞株菌种、菌株（包括病毒株以及动、植物细胞株和质粒等）的基础上，使之