微生物遗传变异与菌种保藏

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1、第八章微生物遗传变异与菌种保藏本章内容第一节遗传的物质基础第二节基因突变及修复第三节基因重组第四节微生物育种第五节菌种的衰退、复壮及保藏第一节遗传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（一）转化实验Griffith（1928）Avery（1944）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三个血清型活死死加活R菌或死S菌加活S菌加活R菌和

2、热死S菌抽血分离活的S菌转化实验（1）动物实验?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（2）细菌培养实验大量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。转化实验（3）S型菌无细胞抽提液试验（二）噬菌体的感染实验吸附10分钟后搅动离心上清液沉淀离心,分出上清液和沉淀.沉淀细胞进一步培养，

3、产生大量的子代噬菌体(30%P32、1%Ｓ35）。证明：在其DNA中，含有包括Pro外壳在内的整套遗传物质。植物病毒蛋白质和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（三）植物病毒的重建实验TMV:烟草花叶病毒HRV:霍氏车前花叶病毒（RNA)证明遗传物质是RNATMVHRVHRVTMV原始株拆开重建感染分离纯化植物病毒的重建实验第二节基因突变及修复一基因突变二DNA损伤的修复一基因突变（一）突

4、变类型（二）突变的特点（一）突变类型1碱基变化与遗传信息的改变2表型变化1碱基变化与遗传信息的改变（1）错义突变（missensemutation）：某个密码的第一个碱基或第二个碱基发生转换或颠换，使编码某一氨基酸的密码变为编码另一个氨基酸的密码。氨基酸置换（2）无义突变（nonsensemutation）：某个密码的第一个碱基或第二、第三个碱基发生转换或颠换，变为不编码任何氨基酸的密码。终止密码子（UAA,UAG,UGA)。（3）同义突变（samesensemutation）：发生改变的碱基位于密码的第3位，一

5、般编码同一个氨基酸。比如简并密码。编码的氨基酸与野生型氨基酸相同。（4）移码突变（frameshiftmutation）：DNA序列中1-2个核苷酸缺失或插入，翻译的阅读框改变，导致氨基酸序列改变。2表型变化（1）营养缺陷型（2）抗药性突变型（3）条件致死突变型（4）形态突变型（1）营养缺陷型(auxotroph)▲由于代谢障碍成为必须添加某种物质才能生长的突变株。▲腺嘌呤突变株Ade-（完全培养基）腺嘌呤野生型菌株Ade+（基本培养基和完全培养基）。▲营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和育种的重要手段

6、。▲用影印平板进行分离筛选。完全培养基基本培养基完全培养基（2）抗药性突变型（resistantmutant)由于基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素，产生抗性的一种突变型。在加有相应抗生素的平板上，只有抗性突变能生长。▲在某一条件下具有致死效应，在另一条件下没有致死效应。▲合成关键性酶的基因发生了突变。▲如温度敏感突变ts（42℃致死，25℃~30℃存活）。▲用影印平板进行分离筛选。（3）条件致死突变型（conditionallethalmutant）细胞形态突变菌落形态突变颜色突变噬菌斑形态突变（4

7、）形态突变型（morphologicalmutant）包括（二）突变的特点1非对应性：环境与变异无对应性。2自发性：非人为的诱变因素下发生。3规律性：某一特定性的突变率具规律性。4独立性：一个基因的突变对其它基因突变无影响。5稀有性：生物自发突变率为10-6～10-12。6诱变性：诱变剂可提高突变率10~105×。7稳定性：突变性状稳定、可遗传。8可逆性：有回复突变。二DNA损伤及修复（自学）1光复活作用（Photoreactivation）2切除修复（ExcisionRepair）3重组修复（Recombina

8、tionRepair）4SOS修复（SOSRepair）光复活作用（Photoreactivation）ThymineDimerPhotoreactivation光解酶Phr在黑暗中专一地识别嘧啶二聚体，并与之结合，形成酶-DNA复合物，当有光时，酶利用光能将二聚体拆开，恢复原状，酶再释放出来。正常可见光下光诱导系统的修复。photoreactivationenzyme光