第七章 微生物遗传变异与育种.ppt

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1、微生物遗传变异与育种第一节遗传变异的物质基础第二节基因突变与诱变育种第三节基因重组与杂交育种第四节原生质体融合第七章第五节基因工程第六节菌种的衰退、复壮和保藏第一节遗传变异的物质基础一、三个经典实验二、核酸的结构与功能三、微生物的基因组（一）转化实验①将无毒性的R型活细胞注射到小鼠体内，结果小鼠不死亡；②将有毒性的S型活细胞注射到小鼠体内，结果小鼠患败血症死亡；③将加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内，结果小鼠不死亡；④将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，结果小鼠患败血症死亡。一、证明遗传变异物质基础的三个经典实验（二）噬菌体感染实验在噬菌体感染过程中，其

2、蛋白质外壳根本未进入宿主细胞，进入宿主细胞的只有噬菌体DNA，尚因释放出的子代噬菌体粒子具有同亲代一样的蛋白质外壳，故可以肯定，仅只有DNA携带有全部遗传信息。（三）植物病毒的重建实验病毒的蛋白质取决于相应的RNA。为此证明该病毒的遗传物质为RNA，蛋白质外壳对其仅起保护作用。二、核酸的结构与功能S-脱氧核糖P-磷酸A-腺嘌呤G-鸟嘌呤C-胞嘧啶T-胸腺嘧啶DNA的结构和复制方式DNA和RNA的结构比较三、微生物的基因组（一）真核微生物的基因组（二）原核微生物的基因组第二节基因突变与诱变育种一、基因突变二、诱变育种一、基因突变（一）几个基本概念突变（mutation）是由于遗传物质

3、结构的突然变化，导致生物性状的改变，而引起的可遗传变异。包括基因突变和染色体畸变。基因突变（genemutation）指DNA分子上某一点的遗传物质的改变，也称点突变，涉及一对或少数几对碱基的改变。把发生基因突变的菌株叫作突变菌株（mutant）。回复突变（backmutant）由野生型变为突变型的过程叫正向突变（forwardmutation）；而从突变型经过又一次突变，成为与野生型有相同表型的突变叫做回复突变（backmutation）。自发突变（spontaneousmutation）指自然发生的突变，其频率较低，一般为10-5~10-10。突变率（mutationrate）

4、指每一个细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率。也可用单位群体在繁殖一代过程中形成突变体的数目表示。诱发突变（inducedmutation）又称诱变，指应用人工诱变剂引起的基因突变。（二）基因突变引起的表型效应4．抗性突变型3．生化突变型2．条件致死突变型5．产量突变型（高产突变株）1．形态突变型（三）基因突变的特点2．稀有性6．诱变性5．可逆性4．稳定性3．独立性1．自发性与不对称性（四）基因突变自发性和不对称性的实验证明1．变量实验2．涂布实验3．影印平板培养实验（五）基因突变的机理突变基因突变碱基转换碱基颠换移码突变染色体畸变染色体数目的改变染色体结构的改变1．诱变机理（1

5、）物理诱变剂引起的基因突变（2）化学诱变剂引起的基因突变①碱基类似物的置换作用②烷化剂的诱变作用③吖啶类诱变剂2．自发突变机理（1）背景辐射和环境诱变（2）自身代谢产物诱变（3）互变异构效应（4）环出效应（六）自然界突变菌株的分离与筛选1．采样2．增殖培养3．分离培养4．菌落选择5．筛选二、诱变育种（一）出发菌株的选择（二）菌悬液的制备（三）诱变剂的选择（四）诱变处理（五）菌悬液的后培养（六）突变菌株的分离与筛选①根据形态变异淘汰低产菌株②根据平皿反应直接挑取高产菌株③透明圈法④浓度梯度法⑤噬菌体筛选法⑥营养缺陷型菌株的筛选营养缺陷型菌株的筛选三类主要培养基①基本培养基（minim

6、almedium,MM）②完全培养基（completemedium,CM）③补充培养基（supplementalmedium,SM）三类遗传型个体①野生型（Wildtype）②营养缺陷型（auxotroph）③原养型（prototroph）1．中间培养2．淘汰野生型3．检出营养缺陷型（1）逐个检出法（2）限量补充培养基检出法（3）影印培养法4．缺陷营养类别的确定5．缺陷型所需生长因子的测定第三节基因重组与杂交育种一、原核微生物基因重组与育种二、真核微生物基因重组与育种一、原核微生物基因重组与育种转化（transformation）是指受体菌（receptor）直接吸收了来自供体菌（

7、donor）的DNA片断，通过交换，把它整合到自己的基因组中，从而获得供体菌部分遗传性状的现象。转化后的受体菌称为转化子。（一）转化1．概念2．转化过程3．利用转化进行育种通过缺陷噬菌体（defectivephage）为媒介，把供体细胞的DNA片段携带到受体细胞中，通过交换与整合，使受体菌获得了供体菌的遗传性状的现象，称为转导（transduction）。能转导供体细胞DNA片段的噬菌体称为转导噬菌体。（二）转导1．概念3．利用转导育种2．转导类型（1）普遍转导（2）