物理因素对细菌遗传诱变效应的遗传分析

中央民族大学生命与环境科学学院

遗传学综合性设计实验报告

2012年12月13日

物理因素对细菌遗传诱变效应的遗传分析

—紫外诱变与筛选

The genetic analysis of bacterium`s genetic

mutation with physical factors —the UV mutation and screening

目录

摘要： (3)

1.前言 (4)

2.材料和方法 (5)

2.1 实验材料、试剂及仪器 (5)

2.1.1 实验材料 (5)

2.1.2 实验试剂 (5)

2.1.3 实验仪器 (5)

2.2 实验方法 (5)

2.2.1 菌种扩繁及后期实验准备 (5)

2.2.2 平板菌落计数的菌悬液制备及梯度稀释 (5)

2.2.3 紫外诱变及梯度稀释 (6)

2.2.4 紫外诱变初筛 (6)

2.2.5 紫外诱变复筛 (8)

3.结果 (8)

3.1 平板菌落计数及致死率的结果 (8)

3.1.1 平板菌落计数 (8)

3.2紫外诱变初筛的结果 (11)

3.3紫外诱变复筛的结果 (14)

4.讨论 (16)

4.1 平板菌落计数及致死率的结果 (16)

4.2紫外诱变初筛的结果 (16)

4.3紫外诱变复筛的结果 (16)

5.结论 (17)

6.致谢： (17)

7.参考文献(References) (17)

物理因素对细菌遗传诱变效应的遗传分析

—紫外诱变与筛选

鞠咏逸

中央民族大学生命与环境科学学院北京100081

摘要：目的了解物理因素对遗传物质的影响；熟悉紫外线诱变的原理和方法；掌握微生物的紫外线诱变技术；观察紫外诱变对枯草芽孢杆菌的杀伤效应；观察紫外诱变对枯草芽孢杆菌产酶能力的影响。方法实验中主要采取了斜面菌种扩繁、梯度稀释法、涂布法细菌培养、平板菌落计数、紫外诱变法。结果当紫外照射时间为30s时稀释度为10-4的菌种致死率为69.79%，当紫外照射时间为30s时稀释度为10-5的致死率分别为65.57%。进行初筛时所选的33个菌株中,有28个正突变,5个负突变。复筛后的结果与初筛的结果基本保持一致。结论紫外光下的照射使枯草芽孢杆菌产生了突变，其产生淀粉酶的能力发生改变其中正突变多于负突变，且这些突变能较为稳定的遗传下去。

关键词：枯草芽孢杆菌，紫外照射，正突变，负突变

The genetic analysis of bacterium`s genetic mutation with

physical factors

—the UV mutation and screening

Ju yongyi

College of life and environmental science, Minzu university of China，Beijing，100081 Abstract：Objective Understanding the influence of the physical factors on genetic material. Having fair knowledge of the principle and method of ultraviolet mutagenesis. Handle the technology for microbial ultraviolet mutagenesis. Observing the killing effect of ultraviolet mutagenesis on Bacillus subtilis. Observing the influence of the enzyme production capacity of ultraviolet mutagenesis on Bacillus subtilis.Methods In this experiment we took many methods, such as slant culture propagation, gradient dilution, coating method for bacterial culture, plate count and UV mutagenesis.Results The lethal rate of the UV irradiation time for 30s and dilution of 10-4is

69.79%. The lethal rate of the UV irradiation time for 30s and dilution of 10-5 is 65.57%.There are 28 positive mutation and 5 negative mutation in the 33 chosen strains for the first screening. It`s consistent between the result of the twice screening. Conclusions The Bacillus subtilis produced mutation with UV irradiation. The ability of producing amylase has changed. And the positive mutation is more than the negative mutation. These mutation can be inherited steadily.

Keywords: Bacillus subtilis, UV irradiation, positive mutation, negative mutation

1.前言

物理诱变因子中以紫外线辐射的使用最为普通，其他物理诱变因子则受设备条件的限制，难以普及。一般用于诱变育种的物理因子有快中子、60Co、γ-射线和高能电子流β-射线等。紫外线作为物理诱变因子用于工业微生物菌种的诱变处理具有悠久的历史，尽管几十年来各种新的诱变剂不断出现和被应用于诱变育种，但到目前为止，对于经诱变处理后得到的高单位抗生素产生菌种中，有80%左右是通过紫外线诱变后经筛选而获得的。因此，对于微生物菌种选育工作者来说，紫外线作为诱变因子还是应该首先考虑的。

紫外线的波长在200~380 nm 之间，对诱变最有效的波长仅仅是在253-265 nm，一般紫外线杀菌灯所发射的紫外线大约有80%是254 nm(此为核酸的吸收高峰)。紫外线诱变的主要生物学效应是由于DNA 变化而造成的。紫外线引起DNA 结构变化的形式很多，如DNA 链的断裂、碱基破坏。紫外诱变最主要的作用是使同链DNA 的相邻嘧啶间形成胸腺嘧啶二聚体，阻碍碱基间的正常配对，从而引起微生物突变或死亡。经紫外线损伤的DNA，能被可见光复活。因此，经诱变处理后的微生物菌种要避免长波紫外线和可见光的照射。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一种好氧、产内生芽孢的革兰氏阳性菌。在增殖过程中产生大量的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。但不同的菌株产酶力不同。研究的目的为通过紫外线的照射，诱导枯草芽孢杆菌产生不同方向的突变，即正突变和负突变。实验采用紫外照射的方法使枯草芽孢杆菌产生突变，经过含有淀粉培养基的平板进行初筛和复筛，确定紫外线使枯草芽孢杆菌产生了突变并能够较稳定的遗传下去。