第七章 微生物的遗传变异和育种PPT.ppt

第七章 微生物的遗传变异和育种 ;遗传：;变异：;表型饰变：;微生物是遗传学研究中的模式生物：;1928年，F.Griffth作了3组实验:;1944年，Avery精确重复了转化实验，确定了转化因子;2、噬菌体感染实验;3、植物病毒重建实验;二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式 （一）遗传物质在7个水平上的形式 1、细胞水平 2、细胞核水平 3、染色体水平 4、核酸水平 5、基因水平 6、密码子水平 7、核苷酸水平;原核生物和真核生物的基因组比较;（三）原核生物的质粒;2、结构特点 通常以共价闭合环状的超螺旋双链DNA分子（cccDNA ）存在于细胞中，可游离存在，也可整合到宿主DNA上。质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb (细菌质粒多在10kb以内） ;4、质粒在基因工程中的应用 质粒的优点： （1）体积小，易分离和操作 （2）环状，稳定 （3）独立复制 （4）拷贝数多 （5）存在标记位点，易筛选 E. coli的pBR322质粒是一个常用的克隆载体;;5、质粒的检测;6、质粒的主要种类;第二节 基因突变和诱变育种;营养缺陷型 抗性突变型 Ts突变株 （二）突变率 每一世代中发生某一性状突变的几率（一般为10-6-10-9 ）;（三）基因突变特点;6、稳定性：遗传物质结构发生的稳定变化，因而产生的新性状也是稳定的，可遗传的。 7、可逆性突变型，为正向突变突变型，为回复突变（回变）。（野生型/突变型） 8、多方向性;（五）基因突变及其机制;1、诱发突变：物理、化学和生物的因素，提高突 变率的人为的作法 （1）碱基的置换;碱基的置换引起的突变;（2）移码突变：添加或缺失核苷酸，引起阅读错误;（3）染色体畸变：缺失、重复、插入、易位、倒位;2、自发突变： 自发突变：指微生物在没有人工参与下发生的突变。 1）背景辐射和环境因素的诱变：低剂量长期效应。辐射、高温、低浓度诱变剂。2）自身代谢产物的诱变：H2O2—内源诱变剂。3）碱基配对错误（概率10-7~10-11）。;二、突变与育种;（一）自发突变与育种： 选育 定向培育 （二）诱变???种 1、诱变育种的基本环节;2、诱变育种的原则 （1）使用简便有效的诱变剂;Ames试验：利用细菌模型了解潜在化学致癌物的诱变作用;美国加利福尼亚大学的Bruce Ames教授于1966年发明，因此称为Ames试验 具体操作：检测鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhmurium)组氨酸营养缺陷型菌株(his-)的回复突变率 ;34;35;（2）、选用优良的出发菌株 用作出发菌株有：野生型菌株；生产菌株；经过诱变的菌株。一般要求生长快，营养要求粗放，发育早，产孢子多，对诱变剂敏感性高，已能积累少量产品或前体物的菌株。 （3）处理单细胞或单孢子悬浮液 ;（4）选择合适的诱变剂量： （5）充分利用复合处理的协同效应 采用复合处理，包括诱变剂先后使用，同时使用和重复使用，提高效果。 ;（6）利用和创造形态、生理与生产性状间的相关指标 （7）设计高效率筛选方案 （8）根据具体情况创造新型筛选方案;第三节 基因重组和杂交育种;一、原核生物的基因重组（一）转化;;1、能进行转化的细胞必须是感受态的。即受体菌最易接收外源DNA片段并实现转化的生理状态。 感受态：受体细胞最易于接受外源DNA片段并能实现转化的一种生理状态. 2、外源游离DNA分子（转化因子） ;;（二）转导transduction;（三）接合(conjugation);46;（四）原生质体融合;二、真核微生物的基因重组 方式多：主要有：有性杂交、准性杂交、原生质体融合、遗传转化 （一）有性杂交 一般指不同遗传型的两性细胞间发生的接合和随之进行的染色体重组，进而产生新遗传型后代的一种育种技术。 ;类似于有性生殖，但比它更为原始的两性生殖方式，这是一种在同种而不同菌株的体细胞间发生的融合，它可不借减数分裂而导致低频率基因重组并产生重组子。 在自然条件下,真核微生物体细胞间的一种自发性的原生质体融合现象.;第五节 菌种的衰退、复壮和保藏;一、菌种的衰退与复壮;1）从衰退的菌种群体中把少数个体再找出来，重新获得具有原有典型性状的菌种。 a）纯种分离； b）通过寄主体进行复壮（寄生性微生物） ;二、防止衰退的措施 1）减少传代次数； 2）创造良好的培养条件； 3）利