微生物的菌种选育

③ 在第二个密码子上缺失一个碱基A后引起的变化：
④ 增添一个碱基和缺失一个碱基后，其后的密码子 又恢复正常：
⑤ 增添三个碱基后，只引起一段密码子不正常：
⑥ 如缺失三个碱基，也只引起一段密码子不正常：
(3)染色体畸变（chromosomal aberration） 电离辐射（X射线等）
某些强烈理化因子
（7）可逆性
野生型菌株某一性状可发生正向突变（forward mutation），也可发生相反的回复突变（reverse mutation或back mutation ，也称回变）。
（四）基因突变自发性和不对应性
的实验证明
如何证明基因突变的非对应性？
三个经典实验
变量实验、涂布实验、影印实验
证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！
从自然界分离到的菌株，简称野生型。
突变株（mutaHale Waihona Puke Baidut）
野生型经突变后形成的带有新性状的菌株， 又称突变体或突变型。
（一）突变类型
选择性突变株（selective mutant）
凡能用选择性培养基（或其他选择性 培养条件）快速选择出来的突变株。
非选择性突变株（non-selective mutant）
突 变 率
例如，突变率为10-8的，
指该细胞在1亿次细胞分裂中，会发生 1次突变。 某一单位群体在每一世代（即分裂 1次）中产生 突变株
（mutant，即突变型）的数目来表示 例如，一个含108个细胞的群体，当其分裂为2×108个 细胞时，即可平均发生一次突变的突变率也是10-8。
突变一般是独立发生的。
反之。
基因型
表型
这里主要介绍几种常用的由于基因突变而造成微生物 表型变化
的突变型及其分离
营养缺陷型（株）
选择性突变株 抗性突变型（株）
条件致死突变型（株）
突变株的表型
形态突变型（株）
非选择性突变株 抗原突变型（株）
产量突变型（株）
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（二）突变率（mutation rate）
每一细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率
烷化剂 亚硝酸等
引 点突变 起 DNA的大损伤（macrolesion）
DNA的大损伤（macrolesion）
缺失（deletion）
染色体结构上 重复（duplication）
插入（insertion）
染色体畸变
易位（translocation）
倒位（inversion）
染色体数目的变化
2.自发突变（spontaneous mutation）
自发突变（spontaneous mutation）是指生物体
在无人工干预下自然发生的低频率突变。
甲管
1.变量试验（fluctuation test）
乙管
又称波动试验或彷徨试验。1943年，S. E. Luria 和M. Delbrü ck根据统计学的原理，设计实验。 Salvador Luria Max Delbruck
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1969
5.2.2 基因突变和诱变育 种
基因突变 诱变育种
一、基因突变（genemutation）
一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变 简称突变，是变异的一种，泛指细胞内（或病毒 粒内）遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传
的变化，可自发或诱导产生。
突变几率一般很低（10-6～10-9）
野生型菌株（wild type strain）
（3）稀有性 自发突变虽可随时发生， 但其突变率却是极低和稳定的，一般在10-6～10-9间。
（4）独立性
某基因的突变率不受它种基因突变率的影响。
（5）可诱变性 自发突变的频率可因诱变剂（mutagen）的影响 而大为提高（10～105倍）。
（6）稳定性 基因突变后的新遗传性状是稳定的、可遗传的。
某一基因发生突变不会影响其他基因的突变率。
同一细胞中同时发生两个基因突变的几率是极低的。
（三）基因突变的特点
基因突变的7个共同点
（1）自发性 各种性状的突变， 可在无人为的诱变因素处理下自发地产生。
（2）非对应性 突变的性状与引起突变的原因间 无直接的对应关系。
这是突变的一个重要特点，也是容易引起争论的问题
指诱变剂使DNA序列中的一个或少数几个核苷酸
发生增添（插入）或缺失，从而使其后面的全部
遗传密码发生阅读框发生改变，并进一步引起转录
和转译错误的一类突变。
由吖啶类化合物诱发的移码突变及其回复突变图示：
（双线部分代表正常密码子，单线部分表示不正常）
① 正常DNA链上的三联密码子：
② 第三个密码子中增添一个碱基后的三联密码子：
（五）基因突变及其机制
仅影响一对碱基
影响一段染色体
1.诱发突变（induced mutation） 诱发突变简称诱变，是指通过人为的方法，
利用物理、化学或生物因素显著提高基因自发突变
频率的手段。
凡具有诱变效应的任何因素，都称诱变剂（mutagen）。
(1)碱基的置换（substitution）
2.涂布试验（Newcombe experiment）
1949年，H.B.Newcombe在《NATURE》上发表了 一篇与变量试验属同一观点的但实验方法更为简单 的涂布试验结果。
3.平板影印培养试验（replica plating）
1952年，J. Lederberg夫妇发表了一篇著名的《平
板影印培养法和细菌突变株的间接选择》论文，它更好
碱基的置换只涉及一对碱基被另一对碱基所置换， 属于典型的点突变（pointmutation）。
染色体的微小损伤（microlesion）
转换（transition）
一个嘌呤 碱基的置换 一个嘧啶 另一个嘌呤 另一个嘧啶
颠换（transversion）
一个嘌呤 一个嘧啶 另一个嘧啶 另一个嘌呤
(2)移码突变（frame-shift mutation，phase-shift mutation）
地证明了微生物的抗药性是在未接触药物前自发地产生 的，这一突变与相应的药物环境毫不相干。
影印的作用是保证这3个平板上所长出的菌落的亲 缘和相对位置保持严格的对应性。
Joshua Lederberg J. Lederberg is awarded the Noble Prize in
Medicine and Physiology in 1958