微生物的遗传变异和育种

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 微生物的遗传变异和育种,第一节 基因突变,一、基因突变,二、突变的机制,三、突变的特点,突变,染色体数量变化,染色体上基因本身变化,基因突变,：少数碱基改变,染色体的畸变：大片段DNA变化,一、基因突变,基因突变按,表型,特征分：,抗性突变型,形态突变型,营养缺陷型,条件致死突变型,其它突变型,一、基因突变,诱变,自发突变,(1对碱基),(一段),二、突变机制,(二)诱变机制,利用物理、化学或生物因子显著提高基因突变频率的手段，称为,诱变,。,1.碱基的置换,A:T,T:A,C G,G C,A,T,C,G,转 换,颠换,转 换,颠换,直接引起碱基置换的诱变剂,有,亚硝酸、羟胺、烷化剂(,如甲基磺酸乙酯)等，它们以不同的方式,修饰DNA,的碱基,，,然后,改变其配对性质,而引起突变。,胞嘧啶C,鸟嘌呤G,C,C,N,C,C,N,NH,2,尿嘧啶U,腺嘌呤A,胸腺嘧啶T,亚硝酸,T:A,C G,酮式,与T相似,与A配对,烯醇式,与G配对,5-BU,与C相似,常见,少见,间接引起碱基置换的诱变剂,如5-溴尿嘧啶(5-BU)，在DNA复制时掺入。5-BU可使细菌的突变率提高近万倍。,频率高,频率低,2.移码突变,指DNA序列中增添或缺失一个或少数几个核苷酸，从而使该处后面的全部遗传密码的阅读框架发生改变，并进一步引起转录和转译错误的一类突变。,一,些,吖啶类染料,与,嘌呤-嘧啶,对十分相似，可引起移码突变,。,3.染色体畸变,引起DNA分子的大损伤，包括缺失、重复、插入、易位、倒位，以及染色体数目的变化。,三、基因突变的特点：,1、自发性2、稀有性(10,-6,10,-9,)3、不对应性4、独立性5、可诱变性6、稳定性7、可逆性,四、,诱变剂,物理,非电离辐射,紫外线,激光,离子束,电离辐射,X射线,射线,快中子,化学,烷化剂,碱基类似物,吖啶化合物,NTG、EMS、DES,NMU、氮芥、环氧乙酸,乙烯亚胺,致癌剂,烷化剂,紫外线(260nm)对DNA的损伤及修复,相邻嘧啶形成二聚体后，造成局部DNA无法配对，从而引起死亡。,微生物对受损DNA的修复,1、光复活作用,光解酶300-500nm,2、暗修复切除修复,4种酶参与：核酸内切酶、核酸外切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶,第二节 微生物的育种,一、自发,突变育种,二、诱变,育种,一、自发,突变育种,1.从生产中育种,2.定向培育优良菌株,卡介苗的获得,吡哆醇高产菌株的获得,(10ml普通培养基),(酵母),二、诱变,育种,(一)诱变育种的根本环节,(二)诱变育种中的几个原那么,最方便的为UV照射,“超诱变剂-NTG,2.选择简单有效的诱变剂及适宜剂量,1.挑选优良的,出发菌株,单一遗传纯菌株,选用对诱变剂敏感的菌株,选用有应用前景的菌株,来自生产中的自发突变菌株,杀菌率,浓度-处理时间,如霉菌或放线菌的分生孢子或细菌的芽孢等。,3.处理,单细胞或单孢子,悬液,4.复合诱变剂的处理,同一诱变剂的重复使用，两种或多种诱变剂的先后使用等。,三、营养缺陷型的筛选方法,1、诱变处理,2、淘汰野生型,3、检出缺陷型,4、鉴定缺陷型,1、淘汰野生型,抗生素法,青霉素,制霉菌素(抑制甾醇的合成),菌丝过滤法,(适于真菌和放线菌),2、检出缺陷型,根本培养基,根本培养基(含菌),根本培养基,完全或补充培养基,夹层培养法,限量补充法,1%蛋白胨,大，野,小，变,3、检出缺陷型,逐个检出法,完全培养基,根本培养基,完全培养基,4、检出缺陷型,培养,完全培养基,根本培养基,影印培养法,5、检出缺陷型,6、鉴定缺陷型,含菌根本培养基,含营养物滤纸片,生长谱法,(氨基酸、维生素、碱基等),