食品微生物-第五章-微生物的遗传变异与育种选育课件

第五章第五章 微生物的微生物的遗传变异与育种选育遗传变异与育种选育第五章微生物的 微生物遗传变异的物质基础微生物遗传变异的物质基础一、微生物遗传与变异的概述一、微生物遗传与变异的概述n1 1、遗传遗传:亲代与子代相似亲代与子代相似n2 2、变异变异:亲代与子代、子代间不同亲代与子代、子代间不同个体不完全相同个体不完全相同n3 3、遗传型遗传型:生物的全部遗传因子生物的全部遗传因子(基因组基因组)携带的遗传信息。携带的遗传信息。微生物遗传变异的物质基础一、微生物遗传与变异的概述4 4、表型（表现型）：具有一定遗传型、表型（表现型）：具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生长的个体，在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的形态等生物学特征发育所表现出来的形态等生物学特征的总和。的总和。遗传型遗传型表型表型环境条件环境条件代谢、发育遗传型表型环境条件代谢、发育表型饰变：表型饰变：表型的差异只与环境有关特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为遗传型变异（基因变异、基因突变）遗传型变异（基因变异、基因突变）：遗传物质改变，导致表型改变特点：遗传性、群体中极少数个体的行为 （自发突变频率通常为10-6-10-9）表型饰变：表型的差异只与环境有关遗传型变异（基因变异、基因突5、微生物遗传与变异的自身特点：、微生物遗传与变异的自身特点：比表面积大；比表面积大；个体易变异；个体易变异；便于建立纯系；便于建立纯系；作为遗传研究材料作为遗传研究材料微生物是遗传学研究中的明星：5、微生物遗传与变异的自身特点：比表面积大；微生物是遗传学研二、遗传变异的物质基础二、遗传变异的物质基础核酸是遗传变异的物质基础核酸是遗传变异的物质基础1、肺炎双球菌的转化实验、肺炎双球菌的转化实验2、噬菌体的感染实验、噬菌体的感染实验3、病毒重建实验、病毒重建实验二、遗传变异的物质基础1928年年F.Griffith，1944年年Avery，肺炎双球菌的转化实验，肺炎双球菌的转化实验分别用降解DNA、RNA、蛋白质的酶作用于有毒的S型菌细胞抽提物只有DNA被酶降解破坏的抽提物无转化活性DNA是转化所必需的转化因子1928年F.Griffith，1944年Avery，肺炎双1952年年Hershey，Chase，噬菌体感噬菌体感染实验染实验T2噬菌体感染试验示意图1952年Hershey，Chase，T2噬菌体感染试验示意生化提取分别获得含RNA的烟草花叶病毒蛋白质外壳（病毒1）和核酸（病毒2）抗血清处理，证明杂种病毒的蛋白质外壳来自病毒1，而非病毒2杂种病毒的后代的蛋白质外壳表现为病毒2，而非病毒1遗传物质是核酸（RNA）而非蛋白质1956年，年，Fraenkel-Conrat烟草花叶病毒的重建实验烟草花叶病毒的重建实验生化提取分别获得含RNA的烟草花叶病抗血清处理，证明杂种病毒朊病毒的发现与思考？亚病毒的一种：具有传染性的蛋白质致病因子，迄今为止尚未发现该蛋白内含有核酸。其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrPc改变折叠状态为PrPsc所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。朊病毒的发现与思考？亚病毒的一种：具有传染性的蛋白质致病因人的库鲁病(kuru)、克雅氏病(CreutzfeldtJakobdisease,CJD)等羊搔痒症(scrapie)牛海绵状脑病(spongiformencephalopathy)人的库鲁病(kuru)、克雅氏病(CreutzfeldtJ1）蛋白质是否可以作为遗传物质？prion是生命的一个特例？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，是否存在折叠密码？DNARNARNA肽链肽链蛋白质蛋白质1）蛋白质是否可以作为遗传物质？2）蛋白质折叠与功能的关系，食品微生物-第五章-微生物的遗传变异与育种选育课件食品微生物-第五章-微生物的遗传变异与育种选育课件图图5-7DNA的复制方式的复制方式DNA复制是半保留、半不连续复制。引发、延长复制是半保留、半不连续复制。引发、延长和终止和终止3个阶段。真核生物每条染色体上都可以有个阶段。真核生物每条染色体上都可以有多处复制起始点，而原核生物只有一个起始点。多处复制起始点，而原核生物只有一个起始点。图5-7DNA的复制方式DNA复制是半保留、半不微微生生物物的的基基因因和和基基因因组组n n一、基因概念和微生物的基因结构n n基因：是一段具有特定功能和结构的连续的DNA片段，是编码蛋白质或RNA分子遗传信息的基本遗传单位。n n一个完整的基因包括编码氨基酸序列的编码区和调节基因转录过程的5和3末端。微生物的基因和基因组一、基因概念和微生物的基因结构n n二、原核生物基因组二、原核生物基因组n n基因组：单倍体细胞中所含的全套遗传物基因组：单倍体细胞中所含的全套遗传物质。质。n n对大多数细菌和噬菌体而言，其基因组就对大多数细菌和噬菌体而言，其基因组就是指单个染色体上所含的全部基因。是指单个染色体上所含的全部基因。n n对于二倍体真核生物来说，其基因组是指对于二倍体真核生物来说，其基因组是指单倍体细胞核中整套染色体所含单倍体细胞核中整套染色体所含DNADNA分子及分子及其所带的全部基因。其所带的全部基因。二、原核生物基因组质粒和转座因子质粒和转座因子质粒（质粒（plasmid）：）：一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。转座因子（转座因子（transposableelement）：位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列，广泛分布于原核和真核细胞中。序列，广泛分布于原核和真核细胞中。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；自主复制：自主复制：转移性：转移性：质粒的不亲和性：质粒的不亲和性：质粒可消除性：质粒可消除性：包括插入序列包括插入序列IS、转座子、转座子Tn和某些特殊病毒和某些特殊病毒Mu。质粒和转座因子质粒（plasmid）：一种独立于染色体外，能质质 粒粒n n一、研究概况n n1、质粒携带有编码多种遗传性状的基因，并授予宿主细胞一定遗传特性，表现出不同的性状，但一般不编码微生物生长基本功能的基因。n n2、附加体：能整合到微生物染色体上，作为染色体一部分而进行复制，还可以再游离出来并携带一部分寄主染色体基因的质粒。质粒一、研究概况n n3、质粒的检测：质粒消除、遗传转移、分子杂交等方法初步检测菌株中是否含有质粒，或直接从宿主中分离、纯化质粒DNA，再利用琼脂糖凝胶电泳等方法进行测定。3、质粒的检测：质粒消除、遗传转移、分子杂交等方法初步检测菌根据质粒复制情况，分为根据质粒复制情况，分为严紧型质粒：严紧型质粒：复制受细胞核控制，与染色体复制受细胞核控制，与染色体DNA复制相伴随复制相伴随,一般一个寄主细胞内只有少一般一个寄主细胞内只有少数几个（数几个（15）个拷贝；）个拷贝；松弛型质粒松弛型质粒：复制不受细胞核控制，在染色体：复制不受细胞核控制，在染色体DNA复制停止的情况下仍可以进行复制，在细复制停止的情况下仍可以进行复制，在细胞内的数量可以达到胞内的数量可以达到1015个或更多个或更多。根据质粒复制情况，分为松弛型质粒：复制不受细胞核控制，在染色主主要要质质粒粒主要质粒n nR R质粒：又称质粒：又称R R因子或抗性因子，具有因子或抗性因子，具有典型的编码能够破坏或修饰抗生素的典型的编码能够破坏或修饰抗生素的酶基因。酶基因。R R因子由相连的两个因子由相连的两个DNADNA片段组成，即抗片段组成，即抗性转移因子（性转移因子（resistence transfor resistence transfor factorfactor，RTF RTF）和抗性决定）和抗性决定R R因子（因子（r-r-determinantdeterminant）。）。抗性转移因子抗性转移因子RTF：分子量约为：分子量约为11106Dalton，控制质粒拷贝数及复制，还，控制质粒拷贝数及复制，还带有四环素抗性基因。带有四环素抗性基因。抗性决定抗性决定R因子因子：质粒大小不固定，从几百：质粒大小不固定，从几百万到万到100106Dalton以上。其上带有其它抗以上。其上带有其它抗生素的抗性基因生素的抗性基因n n抗性质粒授予宿主细胞抗药性遗传特性是抗性质粒授予宿主细胞抗药性遗传特性是通过通过4 4种机制中的一种而实现的：种机制中的一种而实现的：n n（1 1）、改变抗菌素作用的靶位点；）、改变抗菌素作用的靶位点；n n（2 2）、修饰抗菌素，使之失活；）、修饰抗菌素，使之失活；n n（3 3）、使病原菌的细胞膜结构发生变化，）、使病原菌的细胞膜结构发生变化，阻止抗菌素进入细胞；阻止抗菌素进入细胞；n n（4 4）、最主要的是质粒编码能改变抗生素）、最主要的是质粒编码能改变抗生素结构的酶，能代替宿主细胞中被抗菌素作结构的酶，能代替宿主细胞中被抗菌素作用的靶酶，使其失去抗菌活性。用的靶酶，使其失去抗菌活性。R质粒：又称R因子或抗性因子，具有典型的编码能够破坏或修饰抗3.Col3.Col因子：又称大肠杆菌素质粒或产因子：又称大肠杆菌素质粒或产大肠杆菌素因子。大肠杆菌素因子。大肠杆菌素：是一类由E.coli某些菌株所产生的细菌素，通过抑制复制、转录、转译或能量代谢等方面专一地杀死它种肠道菌或同种其他菌株的能力，相对分子质量一般为2.31049.0104。细菌素：许多细菌产生的抑制或杀死其它近缘细菌或同种不同菌株的由质粒编码的蛋白质代谢产物。但不象抗生素具有很广的杀菌谱。Col因子可分为两类，分别以因子可分为两类，分别以ColE1和和ColIb为代表。为代表。ColE1分子量约为分子量约为5106Dalton，无接合作，无接合作用，是多用，是多copy的；的；ColE1研究得很多，并研究得很多，并被广泛地用于重组被广泛地用于重组DNA的研究和用于体外的研究和用于体外复制系统上。复制系统上。ColIb分子量约为分子量约为80106Dalton，它与，它与F因因子相似，具有通过接合作用转移的功能，子相似，具有通过接合作用转移的功能，属于严紧型控制，只有属于严紧型控制，只有12个个copy。3.Col因子：又称大肠杆菌素质粒或产大肠杆菌素因子。大肠 TiTi质粒：又称诱癌质粒或冠瘿质粒质粒：又称诱癌质粒或冠瘿质粒 存在于根癌土壤杆菌或根癌农杆菌中存在于根癌土壤杆菌或根癌农杆菌中,可引可引起许多双子叶植物的根癌。起许多双子叶植物的根癌。根癌土壤杆菌或根癌农杆菌从双子叶植物的受根癌土壤杆菌或根癌农杆菌从双子叶植物的受伤根部侵入根部细胞后，最后在其中溶解释放伤根部侵入根部细胞后，最后在其中溶解释放出出Ti质粒，其上的质粒，其上的T-DNA片段会与植物细胞的片段会与植物细胞的核基因组整合，合成正常植株没有的冠瘿碱类，核基因组整合，合成正常植株没有的冠瘿碱类，破坏控制细胞分裂的激素调节系统，从而使它破坏控制细胞分裂的激素调节系统，从而使它转为癌细胞。转为癌细胞。Ti质粒使一种质粒使一种200kb的环状质粒，包括毒性区、的环状质粒，包括毒性区、结合转移区、复制起始区和结合转移区、复制起始区和T-DNA区四个部区四个部分。分。T-DNA可携带任何外源基因整合到植物基因可携带任何外源基因整合到植物基因组中，所以它是当前植物基因工程中使用最组中，所以它是当前植物基因工程中使用最广，效果最佳的克隆载体。广，效果最佳的克隆载体。Ti质粒：又称诱癌质粒或冠瘿质粒根癌土壤杆菌或根癌农杆菌从食品微生物-第五章-微生物的遗传变异与育种选育课件微生物的基因突变微生物的基因突变1、突变的类型、突变的类型2、突变的特点、突变的特点3、突变的机制、突变的机制微生物的基因突变1、突变的类型染色体畸变：染色体畸变：DNA大的损伤，包括染色体的倒位、易位、大的损伤，包括染色体的倒位、易位、缺失和重复等。缺失和重复等。1 1、突变的类型、突变的类型1）突变）突变：指生物的遗传性突然发生变异，影响生物：指生物的遗传性突然发生变异，影响生物正常遗传的表型和性能的现象。正常遗传的表型和性能的现象。2）突变涉及的范围，可分为）突变涉及的范围，可分为:基因基因(点点)突变：由于突变：由于DNA链上的一对或几对碱基发生改变链上的一对或几对碱基发生改变而引起的变异。而引起的变异。碱基置换：各种类型的转换和颠换碱基置换：各种类型的转换和颠换移码突变：由于移码突变：由于DNA序列中发生序列中发生1-2个核苷酸的缺失式个核苷酸的缺失式插入，使翻译的阅读框发生改变，导致从改变位置后的插入，使翻译的阅读框发生改变，导致从改变位置后的氨基酸序列的完全变化。氨基酸序列的完全变化。染色体畸变：DNA大的损伤，包括染色体的倒位、易位、缺失3）突变的条件和原因）突变的条件和原因自然突变：在自然情况下，微生物发生的突自然突变：在自然情况下，微生物发生的突变。变。10-8个左右。个左右。诱发突变：人工理化因素处理微生物引起的诱发突变：人工理化因素处理微生物引起的突变。突变。物理诱变：物理诱变：化学诱变：化学诱变：复合诱变：复合诱变：定向培育和驯化：定向培育和驯化：3）突变的条件和原因物理诱变：4）突变是否发生回复，可分为）突变是否发生回复，可分为正向突变：由出发菌株基因变异为突变型正向突变：由出发菌株基因变异为突变型基因的过程。基因的过程。回复回复(负负)突变：由出发菌株产生突变菌株后，突变：由出发菌株产生突变菌株后，再发生突变，产生与原出发菌株相同的突再发生突变，产生与原出发菌株相同的突变株。变株。4）突变是否发生回复，可分为同义突变同义突变：某个碱基的变化没有改变氨基：某个碱基的变化没有改变氨基酸的密码子变化。酸的密码子变化。错义突变错义突变：碱基的变化引起氨基酸的改变：碱基的变化引起氨基酸的改变无义突变无义突变：是指碱基序列改变为氨基酸终：是指碱基序列改变为氨基酸终止密码子止密码子(UAA，UAG，UGA)。蛋白质合。蛋白质合成超前停止，导致一个截短的蛋白质产生。成超前停止，导致一个截短的蛋白质产生。5）突变是否有意义）突变是否有意义同义突变：某个碱基的变化没有改变氨基酸的密码子变化。5）突变食品微生物-第五章-微生物的遗传变异与育种选育课件6）突变的表型可分为：）突变的表型可分为：1.形态突变型：形态突变型：2.条件致死突变型：条件致死突变型：3.营养缺陷突变型营养缺陷突变型：4.抗性突变型：抗性突变型：抗药抗药、紫外线、噬菌体；、紫外线、噬菌体；5.抗原突变型：抗原突变型：6.产量突变型：产量突变型：6）突变的表型可分为：营养缺陷型（营养缺陷型（auxotroph）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（包括氨基酸、维包括氨基酸、维生素、碱基等生素、碱基等）的突变型，只有从周围环境或培养基中获）的突变型，只有从周围环境或培养基中获得这些营养或其前体物（得这些营养或其前体物（precursor）才能生长。）才能生长。营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和育种的重要手段育种的重要手段表型判断的标准：在基本培养基上能否生长营养缺陷型（auxotroph）一种缺乏合成营养缺陷型特点：在选择培养基（一般为基本培养基）上不生长在选择培养基（一般为基本培养基）上不生长负选择标记负选择标记突变株不能通过选择平板直接获得营养缺陷型特点：在选择培养基（一般为基本培养基）上不生长负选营养缺陷型的表示方法：基因型：所需营养物的前三个英文小写斜体字母表示：所需营养物的前三个英文小写斜体字母表示：hisC（组氨酸缺陷型，（组氨酸缺陷型，C同一表型中不同基因的突变同一表型中不同基因的突变）表型：同上，但第一个字母大写，且不用斜体：第一个字母大写，且不用斜体：HisC在具体使用时多用在具体使用时多用hisC-和和hisC+，分别表示缺陷型和野生型。，分别表示缺陷型和野生型。营养缺陷型的表示方法：基因型：所需营养物的前三个英文小写斜体抗药性突变型（抗药性突变型（resistantmutant）基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素，产生抗性。基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素，产生抗性。特点特点：正选择标记正选择标记在加有相应抗生素的平板上，在加有相应抗生素的平板上，只有抗性突变能生长。只有抗性突变能生长。表示方法：表示方法：所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上“r”表示：表示：strr和和strs分别表示对链霉素的分别表示对链霉素的抗性和敏感性抗性和敏感性抗药性突变型（resistantmutant）基因突变使条件致死突变型（条件致死突变型（conditionallethalmutant）在某一条件下具有致死效应，而在另一条件在某一条件下具有致死效应，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温度敏感突变，用常用的条件致死突变是温度敏感突变，用ts（temperaturesensitive）表示，这类突变在高）表示，这类突变在高温下（如温下（如42）是致死的，但可以在低温（如）是致死的，但可以在低温（如25-30）下得到这种突变。）下得到这种突变。特点：负选择标记负选择标记这类突变型常被用来分离生长繁殖必需的突变基因这类突变型常被用来分离生长繁殖必需的突变基因条件致死突变型（conditionallethalmu形态突变型（形态突变型（morphologicalmutant）造成形态改变的突变型特点：非选择性突变突变株和野生型菌株均可生长，但可从形态特征上进行区分。举例：产蛋白酶缺陷突变株的筛选菌落颜色变化半乳糖苷酶基因的插入失活，使重组子菌落为白色而与兰色的非重组子分开。形成芽孢缺陷菌株细胞水平上的形态突变，突变株的检出更加困难。形态突变型（morphologicalmutant）造成抗原突变型抗原突变型由于突变引起的细胞抗原结构发生由于突变引起的细胞抗原结构发生变异的类型变异的类型。细胞壁缺陷变异细胞壁缺陷变异荚膜、鞭毛成分变异荚膜、鞭毛成分变异抗原突变型由于突变引起的细胞抗原结构发生变异其产量突变型其产量突变型通过基因突变而产生的在代谢产物通过基因突变而产生的在代谢产物产量上明显有别于原始菌株的突变。产量上明显有别于原始菌株的突变。正突变（正突变（plusmutant）负突变（负突变（minusmutant）其产量突变型通过基因突变而产生的在代谢产物产1）自发性）自发性2）非对应性）非对应性3）稀有性）稀有性4）独立性）独立性5）可诱变性）可诱变性6）稳定性）稳定性7）可逆性）可逆性2、基因突变的特点、基因突变的特点基因突变自发产生基因突变自发产生突变形状与突变原因不对应突变形状与突变原因不对应(如何证明？如何证明？)突变性状是可以通过再次突变回复的突变性状是可以通过再次突变回复的突变基因的性状是稳定的突变基因的性状是稳定的诱变剂可大大提高突变率，诱变剂可大大提高突变率，10-106倍倍不同基因的突变互不影响不同基因的突变互不影响自发突变几率低，自发突变几率低，10-6-10-91）自发性2、基因突变的特点基因突变自发产生突变形状与突变原证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！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、影印实验基因突变自发性和非对应性的证明基因突变自发性和非对应性的证明三个经典实验变量实验、涂布实验、影印实验基因突变自发性和非对Newcombe的涂布实验（1949）Newcombe的涂布实验（1949）变量实验（fluctuationanalysis）SalvadorLuriaandMaxDelbruck（1943）SalvadorLuriaMaxDelbruckTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1969变量实验（fluctuationanalysis）Salv影印实验（replicaplating）JoshuaLederbergandEstherLederberg（1952）JoshuaLederbergJ.Lederberg is awarded the Noble Prize in Medicine and Physiology in 1958影印实验（replicaplating）JoshuaL3、基因突变的机制、基因突变的机制3.1自发突变的机制自发突变的机制3.2诱发突变的机制诱发突变的机制突变真的与选择压力无关吗突变真的与选择压力无关吗？环境因素的影响，环境因素的影响，DNA复制过程的偶然错误复制过程的偶然错误等而导致，一般频率较低，通常为等而导致，一般频率较低，通常为10-6-10-9。某些物理、化学因素对生物体的某些物理、化学因素对生物体的DNA进行直接进行直接作用，突变以较高的频率产生。作用，突变以较高的频率产生。3、基因突变的机制突变真的与选择压力无关吗？环境因素的影响微生物的基因重组微生物的基因重组基因重组（遗传传递）：指遗传物质从一个微生物基因重组（遗传传递）：指遗传物质从一个微生物细胞向另一个微生物细胞传递细胞向另一个微生物细胞传递(接触或不接触接触或不接触)而达而达到基因的改变，形成新遗传型个体的过程到基因的改变，形成新遗传型个体的过程。原核微生物的基因重组原核微生物的基因重组噬菌体的基因重组噬菌体的基因重组真核微生物的基因重组真核微生物的基因重组原生质体融合技术原生质体融合技术基因工程基因工程微生物的基因重组基因重组（遗传传递）：指遗传物质从一个微生一、原核微生物的基因重组一、原核微生物的基因重组1.接合：接合：1946，Lederberg和和Tatum2.转化：转化：1928，Griffith3.转导：转导：1951，Lederberg和和Zinder4.溶原性转变溶原性转变一、原核微生物的基因重组接合接合是通过供体菌和受体菌的直接接触传递遗传物是通过供体菌和受体菌的直接接触传递遗传物质。有时叫质。有时叫杂交杂交.F因子因子(致育因子致育因子):接合质粒。遗传组成包括：原点接合质粒。遗传组成包括：原点（是转移的起点）、致育基因群、配对区域。（是转移的起点）、致育基因群、配对区域。F菌株菌株:不含不含F因子的菌株因子的菌株.F+菌株菌株:游离在细胞染色体之外，为自主复制的小环游离在细胞染色体之外，为自主复制的小环状状DNA分子的菌株分子的菌株.Hfr菌株菌株:F因子整合在细菌染色体上，成为细菌染因子整合在细菌染色体上，成为细菌染色体的一部分，随同染色体一起复制的菌株色体的一部分，随同染色体一起复制的菌株.F菌株菌株:游离存在的但又带有一小段细胞核游离存在的但又带有一小段细胞核DNA的的F因子的菌株因子的菌株.接合是通过供体菌和受体菌的直接接触传递遗传物质。有时叫杂交.Electron Micrograph of Escherichia coli with a Conjugation Pilus接合的结果：接合的结果：接合的结果：接合的结果：F F+F+F-2F2F+FF+F+F-2F2F Hfr+FHfr+F-多种情况多种情况多种情况多种情况Hfr+FHfr+F-HfrHfrF F-（多数情况下（多数情况下（多数情况下（多数情况下;高出几百倍以上高出几百倍以上）Hfr+FHfr+F-HfrHfrHfrHfr（少数情况下）（少数情况下）（少数情况下）（少数情况下）ElectronMicrographofEscheriF+F-F+F-F+F+F+F+起点起点接合管接合管断裂断裂进入进入滚环复制滚环复制合成互补链合成互补链分开分开F+F-F+F-F+F+F+F+起点接合管断裂进入滚环复制合接合管接合管染色体染色体DNAF因子因子复制起点，复制起点，开始复制开始复制1条链进入条链进入复制互补链复制互补链重组重组易断裂易断裂接合管染色体DNAF因子复制起点，开始复制1条链进入复制互补|转移的起始点在质粒转移的起始点在质粒DNADNA一条链的一个一条链的一个缺口位点称作缺口位点称作oriT上，上，DNADNA以单链形式转以单链形式转移，通过滚环模型形式复制。完整链作为移，通过滚环模型形式复制。完整链作为DNADNA合成的模板，而缺口链被替代和转移合成的模板，而缺口链被替代和转移进入受体细胞。一旦受体细胞中互补的进入受体细胞。一旦受体细胞中互补的DNADNA链合成，形成新的链合成，形成新的F F因子。因子。转移的起始点在质粒DNA一条链的一个缺口位点称作oriT上，食品微生物-第五章-微生物的遗传变异与育种选育课件转化：受体菌直接吸收了来转化：受体菌直接吸收了来自供体菌的自供体菌的DNA片段，通片段，通过交换，整合到自己染色体过交换，整合到自己染色体基因组中获得供体菌部分遗基因组中获得供体菌部分遗传性状的现象。传性状的现象。感受态：感受态：细胞能从外界细胞能从外界环境接受转化因子的这环境接受转化因子的这一生理状态。比一般细一生理状态。比一般细菌菌DNA能力高能力高1000倍。倍。转化过程：吸附、吸收、转化过程：吸附、吸收、整合。整合。1条链条链特定特定位点位点切除切除分裂分裂转化：受体菌直接吸收了来自供体菌的DNA片段，通过交换，整合转导：转导：以噬菌体为媒介，把一个菌株的遗传物质导入以噬菌体为媒介，把一个菌株的遗传物质导入另一个菌株，并使这个菌株获得另一个菌株遗传性状。另一个菌株，并使这个菌株获得另一个菌株遗传性状。普遍性转导：普遍性转导：转导型噬菌体能传递供体菌株任何基因转导型噬菌体能传递供体菌株任何基因完全转导完全转导：在普遍性转导中，供体基因整合到受体细在普遍性转导中，供体基因整合到受体细胞的染色体上，从而使受体细胞获得供体菌的遗传性胞的染色体上，从而使受体细胞获得供体菌的遗传性状，产生变异，形成稳定的转导子状，产生变异，形成稳定的转导子。流产转导流产转导：在普遍性转导中，转导来的供体染色体不在普遍性转导中，转导来的供体染色体不能整合到受体染色体上，也不能复制，但可以表达。能整合到受体染色体上，也不能复制，但可以表达。特异性转导：特异性转导：噬菌体只能转导供体染色体上某些特定噬菌体只能转导供体染色体上某些特定的基因。的基因。转导：以噬菌体为媒介，把一个菌株的遗传物质导入另一个菌株，并沙门氏菌的普遍性转导沙门氏菌的普遍性转导沙门氏菌的普遍性转导图51.流产转导中所形成的微小菌落示意图细胞中的长线表示染色体，短线表示由转导噬菌体引入的野生型基因，黑点表示酶分子，虚线范围内是一个菌落中的全部细菌图51.流产转导中所形成的微小菌落示意图通常当一个噬菌体被诱导后，以非常通常当一个噬菌体被诱导后，以非常精确精确的的方式从染色体上方式从染色体上切离切离形成一个完全的噬菌体形成一个完全的噬菌体基因组。基因组。极少数极少数的的原噬菌体原噬菌体发生发生不精确不精确的切的切离离(误切误切)，邻近噬菌体位点邻近噬菌体位点上的上的一小段染色一小段染色体体被切离，而一小段噬菌体的被切离，而一小段噬菌体的DNA遗留遗留在染在染色体上。色体上。含有这段染色体含有这段染色体DNA的噬菌体颗粒，将会的噬菌体颗粒，将会感感染受体细胞染受体细胞，整个噬菌体，整个噬菌体DNA可可整合整合在染色在染色体上形成溶源化体上形成溶源化(2次交换次交换)，或通过重组作用，或通过重组作用与染色体与染色体DNA整合整合(1次交换次交换)。特异性转导特异性转导通常当一个噬菌体被诱导后，以非常精确的方式从染色体上切离形成galbiogalbiogalbiogalbiobiogal正常正常误切误切galbiogalbiogalbiogalbiobiogal转导噬菌体形成过程转导噬菌体形成过程转导噬菌体形成过程dga1+通过通过lac基因位置的交换所形成的转导子基因位置的交换所形成的转导子A表示两次交换产生稳定的转导子表示两次交换产生稳定的转导子；B表示一次交换产生不稳定的转导子表示一次交换产生不稳定的转导子dga1+通过lac基因位置的交换所形成的转导子A表示两溶溶原原性性转转变变：与与转转导导相相似似但但又又有有本本质质不不同同的的现现象象。首首先先是是它它的的温温和和型型噬噬菌菌体体不不携携带带任任何何供供体体菌菌的的基基因因，其其次次是是这这种种噬噬菌菌体体是是正正常常的的完完整整的的，而而不不是是异异常常情情况况下下产产生生的的缺缺陷陷型型噬噬菌菌体体。溶溶原原转转变变的的典典型型例例子子是是不不产产毒毒素素的的白白喉喉棒棒状状杆杆菌菌(Lorynebactcerium diphthariac)，菌菌株株被被噬噬菌菌体体侵侵染染而而发发生生溶溶原原化化时时，会会变变成产毒素的致病菌株。成产毒素的致病菌株。溶原性转变：与转导相似但又有本质不同的现象。首先是它的温和二、噬菌体的基因重组二、噬菌体的基因重组烈性噬菌体烈性噬菌体噬菌体噬菌体h+r-h-r+产生的四种子裔噬菌体形成的噬菌斑产生的四种子裔噬菌体形成的噬菌斑透明而小透明而小半透明而大半透明而大半透明而小半透明而小透明而大透明而大温和性噬菌体：温和性噬菌体：溶原现象。溶原现象。无速溶性状无速溶性状,寄寄主范围扩大主范围扩大寄主范围正常寄主范围正常,但具速溶性状但具速溶性状二、噬菌体的基因重组烈性噬菌体噬菌体h+r-h-r三、真核微生物的基因重组三、真核微生物的基因重组1.有性杂交：指性细胞间的接合和随之发生染色体重有性杂交：指性细胞间的接合和随之发生染色体重组，并产生新遗传型后代的一种方式。组，并产生新遗传型后代的一种方式。2.准性生殖：指不经过减数分裂就能导致基因重组的准性生殖：指不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。染色体的交换和减数分裂不规则。半知生殖过程。染色体的交换和减数分裂不规则。半知菌中的一些真菌。菌中的一些真菌。菌丝联结：菌丝联结：形成异核体：独立生活。形成异核体：独立生活。核融合核融合(2倍体倍体)：10-5-10-7分离子的产生：有丝分裂过程中染色体会发生交换分离子的产生：有丝分裂过程中染色体会发生交换和单倍体化和单倍体化。三、真核微生物的基因重组四、原生质体融合技术（体内基因重组）四、原生质体融合技术（体内基因重组）通过人为的方法，使遗传性状不同的两个细胞的原生通过人为的方法，使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合，借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重质体进行融合，借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程组子的过程四、原生质体融合技术（体内基因重组）通过人为的方法，使遗传性采采采采 样样样样增增 殖殖 培培 养养增增 殖殖 培培 养养 纯纯 种种 分分 离离纯纯 种种 分分 离离 纯纯培培养养纯纯培培养养 生生产产性性能能测测定定生生产产性性能能测测定定 方法、地点、时间和周围环境记录方法、地点、时间和周围环境记录纯种分离的原则就是使培养物获得单个菌落：纯种分离的原则就是使培养物获得单个菌落：1稀释分离法稀释分离法 2平板划线分离法平板划线分离法 涂菌：涂菌：划线分离：划线分离：分步划线法；分步划线法；一次划线法：一次划线法：3组织分离法组织分离法 测定代谢产物或其它目的性状测定代谢产物或其它目的性状测定代谢产物或其它目的性状测定代谢产物或其它目的性状微生物的菌种选育微生物的菌种选育一、工业菌种筛选程序一、工业菌种筛选程序(从自然界筛选微生物菌种的方法程序从自然界筛选微生物菌种的方法程序)采样增殖培养纯种分离纯培养生产性能菌种筛选和分离的步骤n n调查研究及查阅充分的资料调查研究及查阅充分的资料调查研究及查阅充分的资料调查研究及查阅充分的资料 n n确定采集样品的生态环境确定采集样品的生态环境确定采集样品的生态环境确定采集样品的生态环境 n n设计实验方案设计实验方案设计实验方案设计实验方案 n n确定特定的增殖条件确定特定的增殖条件确定特定的增殖条件确定特定的增殖条件 n n采样采样采样采样 n n确定特殊的选择培养基及可能的定性或半定量确定特殊的选择培养基及可能的定性或半定量确定特殊的选择培养基及可能的定性或半定量确定特殊的选择培养基及可能的定性或半定量检测法检测法检测法检测法 n n增殖培养增殖培养增殖培养增殖培养 n n平板分离平板分离平板分离平板分离 n n纯化菌种纯化菌种纯化菌种纯化菌种 n n性能测定性能测定性能测定性能测定 菌种筛选和分离的步骤调查研究及查阅充分的资料一、采样n n采样：采集含菌的样品。n n采集目标：n n由于在土壤中几乎可找到任何微生物，所以由于在土壤中几乎可找到任何微生物，所以土土土土壤壤壤壤一般是一般是首选首选首选首选的采集目标。的采集目标。n n除土壤以外，其他各类对象上都有相应的占优除土壤以外，其他各类对象上都有相应的占优势生长的微生物。势生长的微生物。n n采样中应考虑环境条件对土样本中微生物分布的影响。一、采样采样：采集含菌的样品。1.环境条件对微生物分布影响n n土壤中有机物的含量（营养环境）n n水分n n温度n n通风n n酸碱度n n植被情况1.环境条件对微生物分布影响土壤中有机物的含量（营养环境（1）土壤中营养环境n n高糖环境（加工蜜饯、糖果、蜂蜜的环境）土壤高糖环境（加工蜜饯、糖果、蜂蜜的环境）土壤 n n耐渗透压酵母，柠檬酸产生菌，氨基酸产生菌耐渗透压酵母，柠檬酸产生菌，氨基酸产生菌 n n富含淀粉环境污泥、水沟旁土壤中富含淀粉环境污泥、水沟旁土壤中 n n淀粉酶产生菌淀粉酶产生菌 n n森林中腐叶烂草下土壤森林中腐叶烂草下土壤 n n纤维素酶产生菌纤维素酶产生菌 n n富含蛋白质（蚕丝、豆饼、生皮晒厂）土壤富含蛋白质（蚕丝、豆饼、生皮晒厂）土壤 n n蛋白酶产生菌蛋白酶产生菌 n n油田土油田土 n n石油分解菌石油分解菌（1）土壤中营养环境高糖环境（加工蜜饯、糖果、蜂蜜的环境）土(2)环境条件对分布的影响环境条件对分布的影响n n水分水分 n n离地表离地表5-15cm5-15cm土样土样 n n含水过多、过少都不理想含水过多、过少都不理想 n n温度：采样以秋季为好温度：采样以秋季为好 n n通风通风 n n酸碱度：酸碱度：n n细菌、放线菌：中性或偏碱；细菌、放线菌：中性或偏碱；n n霉菌、酵母：偏酸霉菌、酵母：偏酸 n n植被情况植被情况 n n植被的种类对微生物的分布有密切的关系。植被的种类对微生物的分布有密切的关系。(2)环境条件对分布的影响水分采样方法n n采样方法n n（1 1）去除表层土）去除表层土 n n（2 2）取）取5-15cm5-15cm土样几十克土样几十克 n n（3 3）装入无菌牛皮纸袋或塑料袋中）装入无菌牛皮纸袋或塑料袋中 n n注意注意 n n（1 1）记录：时间，地点，环境情况等）记录：时间，地点，环境情况等 n n（2 2）样品袋应封好口，防止水分失去）样品袋应封好口，防止水分失去 n n（3 3）土样应在分离前破碎）土样应在分离前破碎 n n（4 4）尽快分离）尽快分离采样方法采样方法二二.增殖培养（富集培养）增殖培养（富集培养）n n适用对象：样品中目的菌所占比例较低n n目的：增加样品中目的菌的数量，增大分离几率n n原理：通过控制营养成分或培养条件，使目的菌得以繁殖，而非目的菌的生长受到抑制。n n选选择择性性培培养养基基，如如在在土土样样中中加加入入纤纤维维素素，富富集纤维素分解菌集纤维素分解菌二.增殖培养（富集培养）适用对象：样品中目的菌所占比例较低n n增增增增殖殖殖殖培培培培养养养养的的的的方方方方法法法法n n控控制制培培养养基基的的营营养养成成分分 n n控控制制培培养养基基的的p pH H n n控控制制培培养养的的温温度度 n n热热处处理理：增增殖殖芽芽孢孢细细菌菌 n n样样品品悬悬浮浮液液经经8 80 0、1 10 0分分钟钟处处理理，杀杀死死营营养养体体，再再添添加加营营养养培培养养，可可增增殖殖产产芽芽孢孢细细菌菌 n n添添加加抑抑制制剂剂增殖培养的方法三.纯种分离n n目的：将目的菌从混杂的群体中分离出来，获得纯目的：将目的菌从混杂的群体中分离出来，获得纯培养。培养。n n纯种分离的一般方法：纯种分离的一般方法：n n稀释平板法：倾注平板或涂布平板稀释平板法：倾注平板或涂布平板 n n划线分离法划线分离法 n n组织培养法：适用于分离高等真菌和植物病原菌组织培养法：适用于分离高等真菌和植物病原菌 n n稀释摇管法：适用于分离严格厌氧菌稀释摇管法：适用于分离严格厌氧菌 三.纯种分离目的：将目的菌从混杂的群体中分离出来，获得纯培稀释分离划线分离稀释分离划线分离四四.筛选筛选n n目的目的：进行生产性能测定，确定适合要求的菌株。：进行生产性能测定，确定适合要求的菌株。n n过程过程 n n平皿反应快速检出法平皿反应快速检出法 n n初筛和复筛两步初筛和复筛两步 n n培养条件优化培养条件优化 n n培养基的组成、通风量、培养基的组成、通风量、pHpH值、培养温度、培养时间等值、培养温度、培养时间等 n n分析：定量分析分析：定量分析四.筛选目的：进行生产性能测定，确定适合要求的菌株。平皿反应快速检出法n n1.1.纸片培养显色法纸片培养显色法 n n2.2.透明圈法透明圈法 n n碳酸钙平板透明圈：产酸量碳酸钙平板透明圈：产酸量 n n酪蛋白平板透明圈：蛋白酶酪蛋白平板透明圈：蛋白酶 n n3.3.变色圈法变色圈法 n n淀粉平板喷稀碘液：透明圈，液化型淀粉酶淀粉平板喷稀碘液：透明圈，液化型淀粉酶 n n支链淀粉平板喷稀碘液：蓝色圈，异淀粉酶支链淀粉平板喷稀碘液：蓝色圈，异淀粉酶 n n支链淀粉平板喷稀碘液：无色圈，液化型淀粉酶支链淀粉平板喷稀碘液：无色圈，液化型淀粉酶 n n加葡聚糖的刚果红平板：葡聚糖酶加葡聚糖的刚果红平板：葡聚糖酶平皿反应快速检出法1.纸片培养显色法平皿反应快速检出法n n4.4.生长圈法生长圈法 n n适用：氨基酸，核苷酸，维生素产生菌的选育适用：氨基酸，核苷酸，维生素产生菌的选育 n n工具菌：工具菌：n n营养缺陷型，不能合成的物质为目的菌积累的产物营养缺陷型，不能合成的物质为目的菌积累的产物 n n菌落形态明显不同于目的菌菌落形态明显不同于目的菌 n n5.5.抑菌圈法抑菌圈法 n n适用：抗生素产生菌的选育适用：抗生素产生菌的选育 n n工具菌：对目的抗生素敏感的微生物工具菌：对目的抗生素敏感的微生物 平皿反应快速检出法4.生长圈法微生物的微生物的诱变育种诱变育种变异菌株的初步筛选变异菌株的初步筛选变异菌株的初步筛选变异菌株的初步筛选 纸片培养显色法纸片培养显色法纸片培养显色法纸片培养显色法透明圈法透明圈法透明圈法透明圈法琼脂块培养法琼脂块培养法琼脂块培养法琼脂块培养法微生物的诱变育种变异菌株的初步筛选纸片培养显色法透明圈法初筛和复筛的比较初筛和复筛的比较初筛和复筛的比较好氧培养好氧培养n n五.纯种分离及筛选n n单细胞（单孢子）分离：获得细胞纯单细胞（单孢子）分离：获得细胞纯 n n小滴分离法、显微操纵器进行分离小滴分离法、显微操纵器进行分离 n n六.生产性能试验n n培培养养条条件件优优化化，最最终终菌菌株株可可作作为为生生产产菌菌株株或或进进一步育种出发菌株一步育种出发菌株 n n七.毒性试验及菌种鉴定五.纯种分离及筛选二、诱变育种二、诱变育种1.基本环节基本环节出发出发菌株菌株突变突变绝大多数绝大多数个体死亡个体死亡少数存活少数存活多数未变多数未变少数突变少数突变多数负变多数负变少数正变少数正变多数幅多数幅度小度小少数幅少数幅度大度大多数不多数不宜投产宜投产少数适少数适宜投产宜投产存活率存活率突变率突变率正变率正变率高产率高产率投产率投产率二、诱变育种出发菌株突变绝大多数个体死亡多数未变多数负变多数2.诱变育种的步骤和方法诱变育种的步骤和方法原菌株（出发菌株）原菌株（出发菌株）纯化纯化细胞或孢子悬浮液细胞或孢子悬浮液诱变处理诱变处理中间培养中间培养突变株分离突变株分离初筛初筛复筛复筛生产性试验生产性试验诱变预备实验诱变预备实验活细胞计数活细胞计数离心收集菌体离心收集菌体离心洗涤离心洗涤玻璃珠振荡分散玻璃珠振荡分散过滤过滤活细胞计数活细胞计数物理方法：物理方法：紫外线、紫外线、射线、等离子等射线、等离子等化学方法：化学方法：与碱基反与碱基反应、碱基类似物、移应、碱基类似物、移码突变剂码突变剂复合法：复合法：形态突变：形态突变：淘汰淘汰平皿反应：平皿反应：挑取变异菌挑取变异菌株（变色圈、透明圈、株（变色圈、透明圈、生长圈、抑菌圈等）生长圈、抑菌圈等）2.诱变育种的步骤和方法原菌株（出发菌株）诱变预备实验活细胞1971年，国外有人报道了筛选春日霉素(即“春雷霉素”)生产菌时所采用的一种琼脂块培养法。此法构思较巧妙，实验效果也较好(一年内提高产量10倍左右)，值得介绍。其要点是：把诱变后的Streptomyceskasugaensis(春日链霉菌)的分生孢子悬液涂布在营养琼脂平板上，待长出稀疏的小菌落后，用打洞器一一取出长有单菌落的琼脂小块，并分别把它们整齐地移入灭过菌的空培养皿中，保持合适的温、湿度。经培养45天后，把每一长有大菌落的小块再转移到含有供试菌种(即拮抗对象)的琼脂平板上，以分别测定它们的抗生素抑制圈的直径，然后择优选取之。此法的关键是用打洞器取出含有一个小菌落的琼脂块并对它们作分别培养。在这种情况下，各琼脂块所含的养料和接触空气的面积基本相同，且产生的代谢产物不致扩散，因此测得的数据与摇瓶条件下十分相似，然而工作效率却大为提高。1971年，国外有人报道了筛选春日霉素(即“春雷霉素”)生产食品微生物-第五章-微生物的遗传变异与育种选育课件3.筛选方法筛选方法（1）抗药性突变型的筛选）抗药性突变型的筛选由于基因突变使菌株对某种或几种药物（抗由于基因突变使菌株对某种或几种药物（抗生素）产生抗性的一种突变。在加有相应抗生素）产生抗性的一种突变。在加有相应抗生素的平板上，只有抗性突变株能生长，可生素的平板上，只有抗性突变株能生长，可把突变型筛选出来。把突变型筛选出来。3.筛选方法（2）营养缺陷型突变体的筛选）营养缺陷型突变体的筛选什么叫营养缺陷型菌株什么叫营养缺陷型菌株?？指某些微生物通过诱变处理使其在一些营养物质的指某些微生物通过诱变处理使其在一些营养物质的合成能力上出现缺陷，不能合成，只能外源提供。合成能力上出现缺陷，不能合成，只能外源提供。野生型：从自然界分离得到的任何微生物在起发生人为营养野生型：从自然界分离得到的任何微生物在起发生人为营养缺陷型突变前的原始菌株，能在其相应的基本培养基上生长缺陷型突变前的原始菌株，能在其相应的基本培养基上生长明确几种培养基明确几种培养基:基本培养基基本培养基(MM)完全培养基完全培养基(CM)补充培养基补充培养基(SM)基基基基本本本本培培培培养养养养基基基基：凡凡凡凡是是是是能能能能满满满满足足足足某某某某种种种种野野野野生生生生型型型型菌菌菌菌株株株株营营营营养养养养要要要要求求求求的的的的最最最最低低低低成成成成分分分分的合成培养基，称为基本培养基；常以的合成培养基，称为基本培养基；常以的合成培养基，称为基本培养基；常以的合成培养基，称为基本培养基；常以-表示；表示；表示；表示；在在在在基基基基本本本本培培培培养养养养基基基基中中中中加加加加入入入入一一一一些些些些富富富富含含含含氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸、维维维维生生生生素素素素及及及及含含含含氮氮氮氮碱碱碱碱基基基基之之之之类类类类的的的的天天天天然然然然有有有有机机机机物物物物质质质质如如如如蛋蛋蛋蛋白白白白胨胨胨胨、酵酵酵酵母母母母膏膏膏膏等等等等，以以以以满满满满足足足足该该该该微微微微生生生生物物物物的的的的各各各各种种种种营营营营养养养养缺缺缺缺陷陷陷陷型型型型菌菌菌菌株株株株都都都都能能能能生生生生长长长长繁繁繁繁殖殖殖殖的的的的培培培培养养养养基基基基，称称称称为为为为完完完完全全全全培培培培养养养养基基基基，常常常常用用用用+表示；表示；表示；表示；在在在在基基基基本本本本培培培培养养养养基基基基中中中中只只只只是是是是有有有有针针针针对对对对性性性性地地地地加加加加入入入入某某某某一一一一种种种种或或或或某某某某几几几几种种种种营营营营养养养养缺缺缺缺陷陷陷陷成成成成分分分分，以以以以满满满满足足足足相相相相应应应应的的的的营营营营养养养养缺缺缺缺陷陷陷陷型型型型生生生生长长长长的的的的培培培培养养养养基基基基，称称称称为为为为补补补补充充充充培培培培养养养养基基基基，补补补补 充充充充 培培培培 养养养养 基基基基 可可可可 按按按按 所所所所 加加加加 入入入入 营营营营 养养养养 成成成成 分分分分 相相相相 应应应应 地地地地 用用用用 AA、BB 等来表示。等来表示。等来表示。等来表示。（2）营养缺陷型突变体的筛选明确几种培养基:基本培养基：营养缺陷型菌株筛选的步骤：营养缺陷型菌株筛选的步骤：诱变处理诱变处理淘汰野生型菌株淘汰野生型菌株(浓缩缺陷型浓缩缺陷型)检出缺陷型检出缺陷型确定生长谱确定生长谱营养缺陷型菌株筛选的步骤：诱变处理诱变处理诱变处理:同一般诱变处理同一般诱变处理.淘汰野生型菌株淘汰野生型菌株：营养缺陷型比例低，百：营养缺陷型比例低，百分之几或千分之几。方法分之几或千分之几。方法:抗生素法抗生素法:诱变处理液在诱变处理液在MM中培养短时中培养短时,野生型生野生型生长活化长活化,缺陷型处于缺陷型处于“休眠休眠”,加入抗生素加入抗生素,杀死野生杀死野生型型,保存缺陷型保存缺陷型.青霉素、制霉菌素。青霉素、制霉菌素。菌丝过滤法菌丝过滤法：丝状真菌。野生型孢子萌发菌丝而缺：丝状真菌。野生型孢子萌发菌丝而缺陷型不能，过滤除去菌丝，反复几次，达到浓缩。陷型不能，过滤除去菌丝，反复几次，达到浓缩。差别杀菌法差别杀菌法：细菌芽孢较营养体耐热。：细菌芽孢较营养体耐热。诱变处理:同一般诱变处理.检出缺陷型检出缺陷型：方法有四种。方法有四种。完全培养基完全培养基基本培养基基本培养基含诱变处理后菌含诱变处理后菌液的基本培养基液的基本培养基基本培养基基本培养基第1次长出的菌落第2次长出的菌落夹层培养法夹层培养法检出缺陷型：方法有四种。完全培养基第1次长出的菌落第2次长逐个检出法逐个检出法完全培养基完全培养基完全培养基完全培养基基本培养基基本培养基逐个检出法完全培养基完全培养基基本培养基影印法影印法影印法限量补充培养法限量补充培养法补充培养基补充培养基(如如0.01%蛋白胨蛋白胨)含菌的基本培养基含菌的基本培养基限量补充培养法补充培养基(如0.01%蛋白胨)确定生长谱确定生长谱确定生长谱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，进行诱变育种；）利用各种诱变剂获得各类遗传突变，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，能以各种机制导致很多种化学物质，能以各种机制导致DNA的突变的突变补充补充诱变剂与致癌物质Ames试验a）利用各种诱变剂获得各类遗生物化学统一性生物化学统一性法则：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使微生物发生突变的诱变剂必然也会作用于人的DNA，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的后果。后果。生物化学统一性法则：人和细菌在DNA的结构及特性方面是诱变剂的共性原则诱变剂的共性原则 超过超过95%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%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。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诱变剂的共性原则超过95%的致癌物质对微生物有诱变作用，化学回复突变回复突变(reverse mutation(reverse mutation或或back muta