微生物的遗传变异与育种(1)

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Ames test 方法示意图
方法：纸片点试法——在不含组氨酸的培养基上涂布组氨酸 营养缺陷菌株（His-）的菌液，将浸有待测物的纸片贴在其 上，观察纸片周围是否有菌生长。
用途：用于检测食品、饮料、药物和饮水等样品的中致癌物
优点：简便、快速、灵敏、准确
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第三节 基因重组
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二、突变与育种 （一）自发突变与生产育种
1.生产选育：群体培养中个别的变异个体表现出
生长优势，发现突变种后，随时分离、纯化。
2.定向培育：用特定的环境长期处理某一微生物
群体,同时不断对其移种、传代，以达到积累 和选择合适的自发突变 体的一种育种方法.
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（二）诱变育种
1. 概念： 诱变育种是用物理或化学的诱变剂使诱
活）
其它突变型：毒力突变、糖发酵突变、产量、产品突变等
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温度敏感型突变
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（二）突变的特点：
1）不对应性：环境与变异无对应性 2）自发性：非人为的诱变因素下发生 3）稀有性：生物体的自发突变率为10-10～10-12 4）独立性：一个基因的突变对其它基因突变无
影响 5）诱变性：诱变剂可提高突变率10~105倍 6）稳定性：突变性状稳定、可遗传 7）可逆性：有回复突变
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（二）准性杂交（parasexual hybridization）
1. 准性生殖 同种异株的两个体细胞融合，不经
减数分裂而导致低频基因重组发生的一 种繁殖方式。（单倍体体细胞重组）
2. 准性生殖的意义： 对一些没有有性过程但有重要生产价
值的半知菌来说，准性生殖提供了一个重 要的手段。如构巢曲霉。
➢ 原核生物的基因重组 ➢ 真核生物的基因重组
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基因重组：
把两个不同性状个体内的遗传基因 转移到一起，经遗传物质重新组合后， 形成新遗传型个体的方式。
基因重组——分子水平的杂交
一般杂交——细胞水平
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一、原核生物的基因重组
（一）转化（transformation)
概念：
受体菌(receptor)直接吸收来自供体菌 (donor)的DNA片段，通过交换，将其整合到 自己的基因组中，再经复制就使自己变成一 个转化子(transformation)。
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使遗传性状不同的两细胞的原生质 体发生融合，并发生遗传重组以产生融合子 （fusant）的过程。
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过程：
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二、真核微生物的基因重组
（一）有性杂交
一般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。
凡是能产生有性孢子的酵母菌或霉菌， 原则上都能采用与高等动、植物杂交育种相 似的有性杂交方法进行育种。
变对象内的遗传物质（DNA）的分 子结构发生改变，引起性状变异并 通过筛选获得符合要求的变异菌株 的一种育种方法。
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2. 诱变剂：
1） 概念：凡能提高基因突变频率的理化因素。
2）种类： 物理因子（phisical agents) 化学因子(chemical agents) 转座子(transposable elements)
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3. 过程
1）菌丝联结（anastomosis）; 2）形成异核体（heterocaryon）;
细胞质、核交流形成异核菌丝体。 3）核配（caryogamy)形成杂合二倍体;
特点：频率低，10-5～10-7 促成：樟脑熏蒸、紫外、高温 4）体细胞交换和单倍体化
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• 微生物菌种保藏的原理是在低温、干燥、 隔绝空气和断绝营养等环境条件下， 是 菌体处于代谢不活跃状态。
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（三）接合(conjugation)
概念：
供体与受体细胞直接接触，借性菌毛传 递大段DNA的过程。在受体细胞中发生交换、 整合，使之获得供体菌的遗传性状的现象，称 为接合。通过接合而获得新性状的受体细胞就 称接合子。
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（四）原生质体融合（protoplast fusion）
物理诱变剂：U.V、χ、γ、快中子、超声波等。
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Байду номын сангаас
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化学诱变剂：
• 氮芥、硫酸二乙酯、亚硝基胍、NTG、 叠氮胸腺嘧啶（AIT）、吖啶类染料等；
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Ames test：对化学诱变剂做检测
菌种：鼠伤寒沙门氏 菌his-；组氨酸营养缺 陷型，对诱变剂敏感。
原理：利用组氨酸营 养缺陷型鼠伤寒沙门 氏菌his-易回复突变的 性能； 突变菌株 （his-）在基本培养基 上不长；而发生回复 突变则能够生长。
这种受体菌接受供体菌的DNA片段而 获得部分新的遗传性状的现象，称转化或转 化作用。
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转化的全过程（以噬菌体为例）
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（二）转导(transduction)
概念：
以噬菌体为媒介，把供体细胞的DNA 片段携带到受体细胞中，通过交换与整合， 从而使后者获得前者部分遗传性状的现象， 称为转导。获得新遗传性状的受体细胞， 称转导子。
第七章 微生物的遗传变异与育种
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第二节 基因突变与诱变育种
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一、基因突变： （一）突变类型：
细胞形态
形态突变型 菌落形态
营养缺陷型
生化突变型 抗性突变
按
抗原性突变（包括细胞内部、表面成分的
表 型 分
改变） 致死性突变型（合成关键性酶的基因发生了突变，则表现
出致死突变） 条件致死突变型：如突变为温度敏感型（37℃死， 25℃