第四章诱变剂
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一般芽孢：10min 一般微生物营养体：3－5min 无芽孢菌和革兰氏阴性菌：0.5－2min
因此，某种微生物的最适剂量并不一定适合另一种。
第四章诱变剂
3、紫外线诱变的步骤与方法
⑴ 出发菌株 细菌：培养到对数期；霉菌、放线菌：孢子刚成熟。
⑵ 前培养 ①制备营养丰富培养基 ②将菌体培养到最佳生理状态
第四章诱变剂
一、碱基类似物 定义：指一类和天然碱基分子结构类似的物质，既能诱 发正向突变，也能诱发回复突变的诱变剂。 掺入诱变剂 类别： 胸腺嘧啶类似物：5-BrU；Brdu; 5-FU; 5-IU 腺嘌呤类似物：2-AP; 6-MP
第四章诱变剂
1.诱变机制：
第四章诱变剂
2.碱基类似物的诱变处理方法 2.1单独处理
⑴ 微生物的遗传背景 ⑵ 微生物的生理状态 ⑶ 可见光 ⑷ 水分 ⑸ 温度 ⑹ 空气或氧气
第四章诱变剂
二、非电离辐射——紫外线
（一）紫外线的诱变机制和DNA损伤修复
1.紫外线的诱变机制 形成嘧啶二聚体
2.DNA损伤修复 ⑴光修复 ⑵切补修复
第四章诱变剂
（二）紫外线诱变
1、紫外线的有效光谱 能诱发微生物突变的紫外线的有效波长范围是
第四章诱变剂
2、电离辐射剂量
rad（拉德）：快中子的剂量单位。1g被照射物 质吸收100 erg辐射能量的射线剂量为1rad。 R（伦琴）：x /γ射线的剂量单位。1cm3干燥空 气在0℃,1.01x105帕下产生2.08×109离子对时 所需能量。
第四章诱变剂
吸收剂量（符号为D）和吸收剂量率 适合于γ射线、β射线、中子等任何电离辐射。 吸收剂量：指被照射物某一点上单位质量中所吸收的能
第四章 诱变剂
第四章诱变剂
诱变剂
凡能诱发生物基因发生突变且突变率远远超过 自发突变率的物理因子和生物化学物质统称为诱 变剂。 包括： 物理诱变剂；化学诱变剂；生物诱变剂
第四章诱变剂
主要内容
第一节 物理诱变剂 第二节 化学诱变剂 第三节 生物诱变剂
第四章诱变剂
第一节 物理诱变剂
第四章诱变剂
物理诱变剂指物理辐射中的各种射线，包括紫外线、 x射线、γ射线、快中子、α射线、β射线、微波、 超声波、电磁波、激光等。 诱变中常用的是紫外线（uv）、x射线、 γ射线、 快中子。
4.高能电子流：是较强的电离辐射。
5.离子注入：是二十世纪八十年代兴起的一种新技术。利 用离子注入生物体引起遗传物质的改变，导致性状的变异， 从而达到育种的目的。突变率高。
第四章诱变剂
6. 航天育种： 利用太空微重力、高能粒子、高真空、 缺氧和交变磁场等综合物理诱变因子进 行诱变和选择育种研究。
第四章诱变剂
第二节 化学诱变剂
第四章诱变剂
化学诱变剂：凡是能改变DNA结构，并引起生物遗传变异 的化学物质。 种类：很多，在育种中常用的诱变剂包括四大类：碱基类似 物、烷化剂、移码诱变剂、其它。
特点： 1.作用机制：都是与DNA起化学反应，诱变效应与其理化性 质有关。 2.作用具专一性。 3.诱变剂量取决于浓度和处理时间。 4.绝大多数化学诱变剂都具有毒性，其中90％以上是致癌物 质或极毒物质。
⑶ 制备菌悬液 方法： 离心 生理盐水悬浮，玻璃珠分散
过滤
要求：分散度：90％-95％ 菌体浓度：细菌：1×108ml-1;放线菌107～108ml-1 霉菌： 106～107ml-1
第四章诱变剂
Байду номын сангаас
⑷ 紫外线照射 紫外灯预热
将菌悬液放入平皿
⑸ 后培养
⑹ 稀释涂布
照射
第四章诱变剂
三、 电离辐射
1、电离辐射的种类、特征与来源
第四章诱变剂
四、近年来发展的新型诱变剂
1.微波：电磁波，分热效应和非热效应。辐射中采用分散 低温干燥法消除微波热效应的影响。
2.红外射线：光谱的波长范围大于可见光小于无线电波的电 磁辐射区域的光波。
第四章诱变剂
3.激光：是二十世纪六十年代发展起来的一种新光源。 可通过产生闪、热、压力和电磁场效应的综合作用，直 接或间接地影响生物活性。常见的是He-Ne激光。
量值。 国际单位：戈瑞（Gy） 1kg被照射物吸收电离辐射的能量为1J（焦耳）时称为
1Gy。即：1Gy=1J/kg。 原专用单位：rad（拉德） 1rad=10-2J/kg=10-2Gy 即：
1Gy=100rad 吸收剂量率：是指单位时间内的吸收剂量。 单位：Gy/h Gy/min Gy/s rad/h rad/min rad/s
第四章诱变剂
3、电离辐射的照射方法
⑴ 直接对平皿上生长的菌落 进行照射。 ⑵ 用打孔器（6-10mm）将 菌落连同基质一同取出放于无 菌平皿内照射。 ⑶ 制成菌悬液，取1-2ml 置于试管内并浸入冰水中 进行短时间照射。
第四章诱变剂
快中子：致死率为50％～85％比较合适，采用剂 量约为15～30k rad。有利于正突变的产生。 X射线、γ射线：杀菌率90％～99.9％为宜。照 射剂量为1万～20万R。
第四章诱变剂
物理辐射可分为电离辐射（ionizing radiation）、非 电离辐射（nonionizing radiation）。
单位：量子。
种类 x射线 γ射线
快中子 紫外线
性质 产生体
高能电磁波 x光机
高能电磁波 钴、镭
中子
钚-239
光
紫外灯
波长
效果
0.06-136nm 产生正离子
0.006-1.4nm 产生正离子
接种 培养到对数期 离心
饥饿培养8-10h
挑单菌落 筛选
200～300nm，最有效的波长为253.7nm。 2、紫外线的辐射剂量
有绝对剂量和相对剂量之分。
第四章诱变剂
绝对剂量：单位erg/mm2（1erg=10-7J）用剂量仪测 定 相对剂量：单位用照射时间或杀菌率表示。 剂量决定于紫外灯功率、灯管与照射物的距离及照射 时间。
15W紫外灯、30cm灯距、杀菌率90％－99.9％时不同 微生物的照射时间：
撞出质子
136-390nm 使内层电子级能提高
第四章诱变剂
一、物理诱变剂的生物学效应
物理诱变剂对微生物的诱变作用主要是由高能辐射引起生 物系统损伤，继而发生遗传变异的一系列复杂的连锁反应 过程。 作用过程可分为物理、物理-化学、化学、生物学等几个阶 段。
第四章诱变剂
第四章诱变剂
第四章诱变剂
辐射引起生物学效应的影响因素
因此，某种微生物的最适剂量并不一定适合另一种。
第四章诱变剂
3、紫外线诱变的步骤与方法
⑴ 出发菌株 细菌：培养到对数期；霉菌、放线菌：孢子刚成熟。
⑵ 前培养 ①制备营养丰富培养基 ②将菌体培养到最佳生理状态
第四章诱变剂
一、碱基类似物 定义：指一类和天然碱基分子结构类似的物质，既能诱 发正向突变，也能诱发回复突变的诱变剂。 掺入诱变剂 类别： 胸腺嘧啶类似物：5-BrU；Brdu; 5-FU; 5-IU 腺嘌呤类似物：2-AP; 6-MP
第四章诱变剂
1.诱变机制：
第四章诱变剂
2.碱基类似物的诱变处理方法 2.1单独处理
⑴ 微生物的遗传背景 ⑵ 微生物的生理状态 ⑶ 可见光 ⑷ 水分 ⑸ 温度 ⑹ 空气或氧气
第四章诱变剂
二、非电离辐射——紫外线
（一）紫外线的诱变机制和DNA损伤修复
1.紫外线的诱变机制 形成嘧啶二聚体
2.DNA损伤修复 ⑴光修复 ⑵切补修复
第四章诱变剂
（二）紫外线诱变
1、紫外线的有效光谱 能诱发微生物突变的紫外线的有效波长范围是
第四章诱变剂
2、电离辐射剂量
rad（拉德）：快中子的剂量单位。1g被照射物 质吸收100 erg辐射能量的射线剂量为1rad。 R（伦琴）：x /γ射线的剂量单位。1cm3干燥空 气在0℃,1.01x105帕下产生2.08×109离子对时 所需能量。
第四章诱变剂
吸收剂量（符号为D）和吸收剂量率 适合于γ射线、β射线、中子等任何电离辐射。 吸收剂量：指被照射物某一点上单位质量中所吸收的能
第四章 诱变剂
第四章诱变剂
诱变剂
凡能诱发生物基因发生突变且突变率远远超过 自发突变率的物理因子和生物化学物质统称为诱 变剂。 包括： 物理诱变剂；化学诱变剂；生物诱变剂
第四章诱变剂
主要内容
第一节 物理诱变剂 第二节 化学诱变剂 第三节 生物诱变剂
第四章诱变剂
第一节 物理诱变剂
第四章诱变剂
物理诱变剂指物理辐射中的各种射线，包括紫外线、 x射线、γ射线、快中子、α射线、β射线、微波、 超声波、电磁波、激光等。 诱变中常用的是紫外线（uv）、x射线、 γ射线、 快中子。
4.高能电子流：是较强的电离辐射。
5.离子注入：是二十世纪八十年代兴起的一种新技术。利 用离子注入生物体引起遗传物质的改变，导致性状的变异， 从而达到育种的目的。突变率高。
第四章诱变剂
6. 航天育种： 利用太空微重力、高能粒子、高真空、 缺氧和交变磁场等综合物理诱变因子进 行诱变和选择育种研究。
第四章诱变剂
第二节 化学诱变剂
第四章诱变剂
化学诱变剂：凡是能改变DNA结构，并引起生物遗传变异 的化学物质。 种类：很多，在育种中常用的诱变剂包括四大类：碱基类似 物、烷化剂、移码诱变剂、其它。
特点： 1.作用机制：都是与DNA起化学反应，诱变效应与其理化性 质有关。 2.作用具专一性。 3.诱变剂量取决于浓度和处理时间。 4.绝大多数化学诱变剂都具有毒性，其中90％以上是致癌物 质或极毒物质。
⑶ 制备菌悬液 方法： 离心 生理盐水悬浮，玻璃珠分散
过滤
要求：分散度：90％-95％ 菌体浓度：细菌：1×108ml-1;放线菌107～108ml-1 霉菌： 106～107ml-1
第四章诱变剂
Байду номын сангаас
⑷ 紫外线照射 紫外灯预热
将菌悬液放入平皿
⑸ 后培养
⑹ 稀释涂布
照射
第四章诱变剂
三、 电离辐射
1、电离辐射的种类、特征与来源
第四章诱变剂
四、近年来发展的新型诱变剂
1.微波：电磁波，分热效应和非热效应。辐射中采用分散 低温干燥法消除微波热效应的影响。
2.红外射线：光谱的波长范围大于可见光小于无线电波的电 磁辐射区域的光波。
第四章诱变剂
3.激光：是二十世纪六十年代发展起来的一种新光源。 可通过产生闪、热、压力和电磁场效应的综合作用，直 接或间接地影响生物活性。常见的是He-Ne激光。
量值。 国际单位：戈瑞（Gy） 1kg被照射物吸收电离辐射的能量为1J（焦耳）时称为
1Gy。即：1Gy=1J/kg。 原专用单位：rad（拉德） 1rad=10-2J/kg=10-2Gy 即：
1Gy=100rad 吸收剂量率：是指单位时间内的吸收剂量。 单位：Gy/h Gy/min Gy/s rad/h rad/min rad/s
第四章诱变剂
3、电离辐射的照射方法
⑴ 直接对平皿上生长的菌落 进行照射。 ⑵ 用打孔器（6-10mm）将 菌落连同基质一同取出放于无 菌平皿内照射。 ⑶ 制成菌悬液，取1-2ml 置于试管内并浸入冰水中 进行短时间照射。
第四章诱变剂
快中子：致死率为50％～85％比较合适，采用剂 量约为15～30k rad。有利于正突变的产生。 X射线、γ射线：杀菌率90％～99.9％为宜。照 射剂量为1万～20万R。
第四章诱变剂
物理辐射可分为电离辐射（ionizing radiation）、非 电离辐射（nonionizing radiation）。
单位：量子。
种类 x射线 γ射线
快中子 紫外线
性质 产生体
高能电磁波 x光机
高能电磁波 钴、镭
中子
钚-239
光
紫外灯
波长
效果
0.06-136nm 产生正离子
0.006-1.4nm 产生正离子
接种 培养到对数期 离心
饥饿培养8-10h
挑单菌落 筛选
200～300nm，最有效的波长为253.7nm。 2、紫外线的辐射剂量
有绝对剂量和相对剂量之分。
第四章诱变剂
绝对剂量：单位erg/mm2（1erg=10-7J）用剂量仪测 定 相对剂量：单位用照射时间或杀菌率表示。 剂量决定于紫外灯功率、灯管与照射物的距离及照射 时间。
15W紫外灯、30cm灯距、杀菌率90％－99.9％时不同 微生物的照射时间：
撞出质子
136-390nm 使内层电子级能提高
第四章诱变剂
一、物理诱变剂的生物学效应
物理诱变剂对微生物的诱变作用主要是由高能辐射引起生 物系统损伤，继而发生遗传变异的一系列复杂的连锁反应 过程。 作用过程可分为物理、物理-化学、化学、生物学等几个阶 段。
第四章诱变剂
第四章诱变剂
第四章诱变剂
辐射引起生物学效应的影响因素