微生物遗传变异与菌种选育

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基因重组基本过程2——双交换 双交换 基因重组基本过程
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菌体裂解后噬菌体 释放出来 溶原型噬蓖体抗再次感染 诱导 进入裂菌循环
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释放噬菌体
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溶原转变与转导的区别：
溶原转变 是否携带供体菌基因 温和噬菌体是否完整 获得新性状的细胞 新形状的稳定性 否 是 溶原化的宿主细胞 稳定
转导 是 否 转导子
可随噬菌体消失而消失
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三、基因
概念：遗传的最小功能单位。是一段 具特定碱基顺序DNA片段 基因表达： DNA RNA 蛋白质 基因调节：操纵子学说
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四 微生物基因组结构
基因组 存在于细胞或病毒中的所有 基因。通常指全部一套基因。 是基因及非基因的DNA序列的总称。 包 括结构基因、调控序列及功能尚未知 的DNA序列 微生物基因组较小。
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第 二 节
微生物的变异
（Variation）
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突变与重组(Mutation 突变与重组(Mutation and Recombination) 一、基因重组(Gene Recombination) 基本过程 (一).原核微生物的基因重组 转导、转化、接合、溶原转变 (二).真核微生物的基因重组 有性杂交 准性生殖 (三).应用： 原生质体融合 基因工程
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（一） 原核微生物的基因重组
(3)溶原转变(lysogenic conversion) 温和噬菌体的核酸整合到敏 感细菌上使其溶原化的同时受 体细胞获得了新的遗传性状。 例：白喉棒状杆菌与β噬菌体
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噬菌体侵染方式
裂菌循环 溶原循环
噬菌体整合到细菌染色体中
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基因重组的一般过程3——整合 The integration of DNA sequence
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基因重组的一般过程3——整合 The integration of DNA sequence
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（一） 原核微生物的基因重组 (1) 转化（transformation） (2) 转导(transduction) (3) 溶原转变(lysogenic conversion) (4) 接合（conjunction）
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(二) 真核微生物的基因重组
（ 准性生殖 (Parasexual hybridization) 类似有性生殖，而比它更原始的生殖方式。它可使 同种生物两个不同菌株的体细胞发生融合，且不以减 数分裂的方式而导致低频率的基因重组并产生重组子。 常见与某些真菌，尤其是半知菌中。 特点： ⑴重组体细胞在形态生理上与营养体细胞没有不同，而 且不产生在特殊囊器中。 ⑵虽导致基因重组，但染色体交换和染色体减少是不规 则和不协调的。 过程
第 五 章
微生物遗传变异与 菌种选育及保存
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基本概念 遗传：亲代将其特性传递 给子代的特性 变异：子代具有改变亲代 遗传性状的特性
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以微生物为材料进行遗传变异研究的优势： 以微生物为材料进行遗传变异研究的优势：
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微生物结构简单，容易提纯， 繁殖速度快，容易得到后代。 遗传性状容易表现，变异容 易识别，检出突变体。
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二、突变（Mutation）：
生物的遗传性突然发生变异并影响生物正 常遗传的现象。 1、突变机制： 染色体数目变化 点突变(point mutation) 染色体畸变(chromosomalaberration
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s
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质 粒 接 合 转 移 的 机 制
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4. 特 点：
(１). 形成“部分合子”：传递的只是部分染 色体而不是整套染色体组。 在部分合子形成过程中提供整套染色体组的 细胞称为受体细胞 提供部分染色体组的细胞称为供体细胞。 (２). 并非普遍现象，而是“偶然”发生的， 几率小。
(4) 接合（conjunction）两细胞直接接 触传递大段DNA片段的过程。
例大肠杆菌F质粒 F-质粒的特点： A：既可游离于染色体外，也可整合在染色体上； B：既可经接合获得，也可经吖啶、溴化乙锭和丝裂霉素 C等处理，使其DNA的复制受抑制后而从细胞中消除。 C：是有关细菌性别的决定者，有F因子的细胞，在其表 面有性菌毛。
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Possible changes to DNA sequence that may result in mutation
A B C D E A B x D E Point mutation-single base change A B D E Deletion-loss of DNA A B C X Y D E Insertion-addition of DNA A B D C E Inversion-DNA rearrangement A B C D B C D E Duplication-repetition of a DNA sequence
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(4) 接合（conjunction）两细胞直接接触传递大量DNA片段的过程。 例大肠杆菌F质粒 根据F-质粒存在与否及存在状态,将大肠杆菌分为: F+菌株：F质粒存在于细菌染色体外。 F—菌株：无F质粒 Hfr菌株：F质粒整合在细菌染色体上。 F’菌株：游离的质粒上含有一段细菌基因
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(1)、
转化（transformation）：
转染：把噬菌体(phage)或其它的病毒 DNA/RNA抽提出来，让它感染感受态的 宿主细胞，进而产生正常的噬菌体(phage) 或病毒后代。 它与转化不同之处是病毒或噬菌体 (phage)并非遗传基因的供体菌，中间也 不发生任何遗传因子的交换或整合，最 后也不产生具有杂种性质的转化子。
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(二) 真核微生物的基因重组
A.有性杂交（sexual hybridization）: 指性细胞间的接合和随之发生的染色 体重组，并产生新遗传型后代的一种育种 技术。凡能产生有性孢子的酵母和霉菌， 原则上都可应用与高等动、植物杂交育种 相似的有性杂交方法进行育种。
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菌丝连接——异核体形成——核配——体细胞交换和单倍体化
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（三）原生质体融合protoplast fusion
通过人工或自然的方法使两个亲缘 关系相近获相远的细胞原生质体发生融 合从而发生核融合核基因重组。 原生质体制备 融合 核配 双交换重组 筛选及性能测定
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B，局限转导： 指通过部分缺陷的温和phage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。 特点： a：只能转导供体菌的个别特定基因（一般为phage整合位 点两侧的基因） b：该特定基因由部分缺陷 phage携带 c：缺陷 phage是由于在其形成过程中所发生的低频率 “误切”
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(2) 转导(transduction)： 通过缺陷温和噬菌体为介导将供体 菌核酸片段携入受体菌中使获得新 的遗传特性的现象。 转导子：通过获得新遗传性状的受 体细胞 转导现象的发现：U型管实验