微生物遗传与育种

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1、一、诱变育种：采用物理和化学等因素对出发菌株进行诱变处理，然后运用合理的筛选程序及适当的筛选方法把符合要求的优良变异菌株筛选出来的一种育种技术。二、重组育种：利用不同微生物菌株间遗传物质的重组而实现的工业微生物育种技术。三、重组DNA技术：在体外构建重组DNA分子并导入宿主内表达，从而获得重组工业微生物菌种的育种技术。分离规律、独立分配规律和连锁遗传是遗传学的三大基本规律。分离规律分离规律是遗传学中最基本的一个规律。它从本质上阐明了控制生物性状的遗传物质是以自成单位的基因存在的。基因作为遗传单位在体细胞中是成双的，它在遗传上具有高

2、度的独立性，因此，在减数分裂的配子形成过程中，成对的基因在杂种细胞中能够彼此互不干扰，独立分离，通过基因重组在子代继续表现各自的作用。这一规律从理论上说明了生物界由于杂交和分离所出现的变异的普遍性。独立分配规律(又称自由组合定律)该定律是在分离规律基础上，进一步揭示了多对基因间自由组合的关系，解释了不同基因的独立分配是自然界生物发生变异的重要来源之一。独立分配定律是指两对以上独立基因的分离和重组，是对分离规律的发展。因此分离定律的应用完全适用于独立分配规律。连锁遗传规律1900年孟德尔遗传规律被重新发现后，人们以更多的动植物为材料

3、进行杂交试验，其中属于两对性状遗传的结果，有的符合独立分配定律，有的不符。摩尔根以果蝇为试验材料进行研究，最后确认所谓不符合独立遗传规律的一些例证，实际上不属独立遗传，而属另一类遗传，即连锁遗传。于是继孟德尔的两条遗传规律之后，连锁遗传成为遗传学中的第三个遗传规律。所谓连锁遗传定律，就是原来为同一亲本所具有的两个性状，在F2中常常有连系在一起遗传的倾向，这种现象称为连锁遗传。连锁遗传定律的发现，证实了染色体是控制性状遗传基因的载体。通过交换的测定进一步证明了基因在染色体上具有一定的距离的顺序，呈直线排列。这为遗传学的发展奠定了坚实

4、地科学基础。微生物遗传学的研究一方面要依靠生物化学的知识和方法，另一方面也对生物化学有许多贡献。氨基酸、核苷酸及蛋白质和核酸等大分子的生物合成的研究多采用微生物为材料，而且常用微生物遗传学方法。微生物遗传学是以病毒、细菌、小型真菌以及单细胞动植物等微生物为研究对象的遗传学分支学科。微生物有个体小、生活周期短、能在简单的合成培养基上迅速繁殖等特点，并且可以在相同条件下处理大量个体，所以是进行遗传学研究的良好材料。开始认识和利用微生物的优越性进行遗传学研究的是美国遗传学家G.W.比德尔和生物化学家E.L.塔特姆。他们原来企图通过果蝇复

5、眼色素遗传的研究来阐明基因的原初功能，虽然取得了一些进展，但并不理想，于是便改用脉孢菌作为研究材料，另行研究基因在氨基酸等的生物合成中所起的作用。这样做的原因是：①果蝇复眼色素的分子结构和生物合成途径比较复杂，要取得大量色素也比较困难；②氨基酸等的分子结构或生物合成都比色素简单；③脉孢菌便于通过大量培养而取得它的代谢产物；④正像在果蝇的复眼色素的研究中必须获得不能合成色素的突变型一样，要研究基因在氨基酸合成中的作用，必须获得不能合成氨基酸的突变型。要做到这一点，所研究的生物必须本身能合成全部氨基酸，脉孢菌正是这样一种生物；⑤脉孢菌

6、的基因分离、连锁、重组等研究已经有一定的基础；⑥在微生物中利用射线诱发基因突变已有报道。微生物作为遗传学研究材料的特点个体结构简单；营养体多为单倍体；易于在成分简单的合成培养基上生长繁殖；繁殖速度快；易于累积不同的最终代谢产物及中间代谢物；菌落形态特征的可见性与多样性；环境条件对各个体作用具有直接性和均一性；易于形成营养缺陷型；一般都有相应的病毒；存在多种处于进化过程中的原始有性生殖方式等。研究现代遗传学和重要的生物学基本理论问题，微生物是最佳材料和研究对象。第一章微生物遗传的物质基础一、基本概念（一）、遗传型、基因型：某一生物个

7、体所含有的全部遗传因子（基因的总和）。具有某遗传型的生物只有在适当的环境条件下，通过自身的代谢和发育，才能将它具体化，即产生表型。----------　　代谢----遗传型+环境条件------->表型--------------　发育----（二）、表型：某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和，是遗传型在合适环境下的具体体现。表型是一种现实性。（三）、变异：在某种外因或内因的作用下，生物体遗传物质结构或数量的改变，即遗传型的改变。变异特点：在群体中以极低的几率(一般为10-5～10-10)出现；性状变化的幅度大；变化后的

8、新性状是稳定和可遗传的。（四）、饰变：不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、翻译水平上的表型变化。饰变特点：整个群体中每一个体都发生同样变化；性状变化的幅度小；饰变性状不遗传。例如，粘质沙雷氏菌25℃培养，产生深红色灵杆菌素，把菌落染成鲜血似的(因