第11章 细胞悬浮培养和突变体筛选.pptVIP

第二节 无性系变异及突变体的用途3，突变体的用途 3.1，基础理论研究 遗传学研究：例如基因定位；基因分离 (克隆)；功能基因组研究；等 生物学以及生物化学研究：例如发育生物学；代谢途径与调控；等 3.2，实际生产 育种（食品、医药、工业上的应用） * 第二节 无性系变异及突变体的用途4，获得突变体的途径 正常个体之所以会成为突变体，是因为原来的基因结构产生了变化（如果是基因的表达产生了改变，表达量不足或完全不能够表达，则是变异体）。 突变能够自发产生，但频率一般比较低。为了提高突变频率，常常通过人为的方式进行人工诱变。 人工诱变的方法包括： 物理诱变（physical mutagenesis）和化学诱变(chemical mutagenesis) 生物学诱变(biological mutagenesis)三种方式。 * 第二节 无性系变异及突变体的用途4，获得突变体的途径 4.1，物理诱变 采用X－ray, γ-ray, UV以及太空辐射等，对生物体进行处理，可以诱导突变的产生。 高能电离辐射可造成染色体断裂、易位、倍性改变、点突变等; UV 可使DNA 形成嘧啶二聚体（pyrimidine dimers），从而造成基因突变。 太空育种，复合物理因素的诱变 * 第二节 无性系变异及突变体的用途4，获得突变体的途径 4.2，化学诱变 对细胞进行如下种类的化学试剂处理可以诱导突变： 碱基类似物 具有配对两重性，DNA复制时如掺入碱基类似物可造成碱基配对的错误； 碱基修饰剂 对碱基某些基团进行化学修饰从而改变碱基的配对性质，造成碱基的转换； DNA嵌合剂 可嵌入DNA的碱基对之间，造成复制错误，形成插入突变； * 第二节 无性系变异及突变体的用途4，获得突变体的途径 4.2，化学诱变 常用的化学诱变剂主要是： 碱基类似物：5－溴尿嘧啶（ BU ）； 2－氨基嘌呤（AP） 碱基修饰剂：亚硝酸（HNO2）；羟胺（HA）； 甲基磺酸乙酯（EMS） 嵌合剂：吖啶橙；原黄素；吖黄素 * 第二节 无性系变异及突变体的用途4，获得突变体的途径 4.3，生物学诱变 这是一类通过分子生物学手段的诱变方法，包括： T-DNA tagging； Transposon tagging； Sense or antisense RNA inactivation； RNA interference * 第二节 无性系变异及突变体的用途4，获得突变体的途径 4.3，生物学诱变：T-DNA tagging 利用农杆菌Ti质粒上的T-DNA作为mutagen, 将其插入植物基因组，造成基因的插入突变。这类突变体还可以作为材料进行如下的研究和应用： 突变性状与T-DNA的共分离关系的确定 插入点旁侧的基因组序列分析 以旁侧序列为探针筛选基因组文库，获取全长基因 * Gene A T-DNA 基因组文库中含gene A 的克隆 Ge ne A Ge ne A ne A Ge T-DNA插入突变 插入点旁侧序列扩增 筛选文库 * 第二节 无性系变异及突变体的用途4，获得突变体的途径 4.3，生物学诱变：Transposon tagging 将转座成分（transposable element）导入植物，转座成分的插入可造成基因失活。诱导转座子在转化体内不断转座，以形成一个不断扩大的插入突变群体。 这类突变体的应用内容和T-DNA tagging产生的突变体的相同。但这两类诱变方法在产生突变体的数量上有差别。 * 第二节 无性系变异及突变体的用途4，获得突变体的途径 T-DNA tagging 与transposon tagging 的差别 T-DNA tagging：一旦整合在基因组的某个位置后，T-DNA就不能再改变自身的位置，所以要想获得更多的突变体就必须大量转化 Transposon tagging：只要将转座子导入了基因组，转座子就可在转化体内不断发生转座，突变群体会不断扩大，因而无需做大量的转化工作 * 第二节 无性系变异及突变体的用途4，获得突变体的途径 4.3，生物学诱变 正义或反义的RNA失活（Sense or antisense RNA inactivation） 导入正义或反义的RNA可引发同源的基因沉默，这种沉默属于转录后水平的基因沉默 反义的RNA可与内源的正义RNA互补，形成dsRNA，后者在体内极易被识别为外源RNA而被降解 * Gene A mRNA mRNA特异降解 mRNA局部配对 反义 * 第二节 无性系变异及突变体的用途4，获得突变体的途径 4.3，生物学诱变 RNA interf