7微生物遗传育种和菌种保藏

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1、第九章微生物的遗传育种和菌种保藏本章主要内容：微生物的遗传育种菌种的退化、复壮和保藏第一节微生物的遗传育种内容提要：遗传的物质基础微生物的基因组结构基因突变和诱变育种细菌的基因重组一遗传变异的物质基础三个经典实验：转化实验噬菌体的感染实验植物病毒的重建实验（一）转化实验1944年实验材料：实验方法：动物实验细菌培养实验S型菌无细胞抽提液试验实验材料：肺炎双球菌光滑型（S）粗糙型（R）有荚膜菌落光滑分泌毒素致病无荚膜菌落粗糙无毒不致病SⅠSⅡSⅢ三个血清型RⅠRⅡRⅢ三个血清型实验材料转化实验（1）动物实验活死死加活R菌或死S菌加活S菌加活R菌和热死S菌抽血分离活的

2、S菌转化实验（2）细菌培养实验ＳⅢ〖热死〗无菌落生长体外培养ＲⅡ〖活菌〗体外培养ＲⅡ菌落ＲⅡ菌落多ＳⅢ菌落少体外混合培养ＳⅢ〖热死〗ＲⅡ〖活菌〗说明：加热杀死的S型细菌中可能存在某种物质，能通过某种方式进入R型细菌。转化实验（3）S型菌无细胞抽提液试验大量R菌落活R菌S菌无细胞抽提液+活R菌+S菌DNAS菌落S菌PrS菌多糖R菌落活R菌+说明：遗传因子是以DNA为物质基础。（二）噬菌体的感染实验1952年Pr只含S不含PDNA只含P不含S原理步骤1：用含同位素Ｓ35,P32的放射性物质标记噬菌体吸附10分钟后搅动离心上清液沉淀2：让噬菌体感染大肠杆菌3：沉淀细胞进

3、一步培养，可产生大量的子代噬菌体。证明：在其DNA中，含有包括Pro外壳在内的整套遗传物质。含15%放射性含85%放射性（三）植物病毒的重建实验1956年植物病毒的蛋白质和RNA可以人为地分开,同时又可把它们重新组合成具感染性的病毒.甲ＲＮＡ＋乙Ｐr→感染症状同甲病毒；分离得到甲病毒乙ＲＮＡ＋甲Ｐr→感染症状同乙病毒；分离得到乙病毒TMVHRVHRVTMV原始株拆开重建感染分离纯化TMV:烟草花叶病毒HRV:霍氏车前花叶病毒（RNA)证明遗传物质是RNA二微生物的基因组结构遗传物质类型核染色体核外染色体真核生物细胞器原核真核生物质粒基因是一段DNA染色体基因Ⅱ基因

4、ⅠDNADNA就是脱氧核糖核酸（长链）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）ATCGAAATTTTTTAAAGGGGGCCCCCGC基因测序就是读出A-C-G-T-G-G-A-C-G…...基因控制Pr因而控制性状GATCTAGAUDNAmRNA天冬氨酸大肠杆菌基因组4100个基因，4.7×106bp遗传信息的连续性功能相关的结构基因组成操纵子结构基因单拷贝及rRNA多拷贝基因的重复序列少而短质粒：核外环状小型双链DNA独立复制稳定遗传F因子与有性接合有关种类R因子与抗药性有关COL编码免疫蛋白Ti质粒诱癌质粒降解散性质粒：编码降解有害物的酶用途基因工

5、程中作为目的基因载体质粒原核生物遗传物质存在的另一种方式三基因突变和诱变育种1微生物突变体的主要类型按突变实质分形态突变型生化突变型菌落形态突变型菌体形态突变型营养突变体(营养缺陷型)发酵突变体抗性突变体条件致死突变体抗原突变型产量突变型突变率出发菌株含诱变剂的培养基长出突变株2突变的特点（经实验证明）不对应性自发性稀有性独立性诱变性稳定性可逆性变量试验涂布试验影印培养试验大肠杆菌稀释培养物10ml10ml(培养前先分成50小管)(在同一个大管中作整体培养)3714435抗噬菌体菌落数抗噬菌体菌落数变量试验涂布试验涂布敏感菌5×104个共12个平板5×104个菌落

6、5000个细菌/菌落喷入T1保温重新涂布后喷入T1保温6个平板共353个菌落6个平板共28个菌落影印培养无药培养基含药培养基影印培养试验原始敏感菌种3突变与育种自发突变与育种从生产中选育定向培育优良品种诱变育种从青霉素产量看诱变育种诱变育种的基本环节诱变育种的原则效价：指有效成分的浓度。1微克/ml称为1单位1945时间1943194319431947195519711977目前发酵单位(u/ml)100250500～850～850～8000～2万～5万5～10万从青霉素产量看诱变育种诱变育种的基本环节大多死亡少数存活存活率多数未变少数突变突变率多数负变少数正变正

7、变率多数幅度小少数幅度大高产率投产率多数不宜投产少数适宜投产出发菌株计算出诱变诱变育种工作中应考虑的几个原则选优良的出发菌株选择简便有效的诱变剂处理单孢子（或单细胞）悬液选用最适剂量设计或采用高效筛选方案或方法Cncnc-micro利用复合处理的协同效应利用和创造形态，生理与产量间的相关指标选择简便有效的诱变剂出发菌株含诱变剂的液体培养基接种培养培养接种分离紫外线选择优良突变株挑选优良的出发菌株生产中用过的自发变异菌株采用具有有力性状的菌株采用已发生其他变异的菌株采用前体或最终产物代谢高的菌株采用增变菌株处理单孢子（或单细胞）悬液芽孢杆菌应处理芽孢放线菌，霉菌应处

8、理孢子细菌