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1、第七章第七章 微生物遗传和变异微生物遗传和变异p.67遗传：遗传：亲代与子代相似亲代与子代相似变异：变异：亲代与子代、子代间不同个体不完全相同亲代与子代、子代间不同个体不完全相同遗传（遗传（inheritanceinheritance）和变异（）和变异（variationvariation）是生命的最本质特性之一）是生命的最本质特性之一遗传型：遗传型：表型（表现型）：表型（表现型）：生物的全部遗传因子及基因生物的全部遗传因子及基因具有一定遗传型的个体，在特定环境条件具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的形态等生物下通过生长发育所表现出来的形态等生物学特征的总和。学特征的
2、总和。表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。第一节第一节 遗传和变异的物质基础遗传和变异的物质基础一、一、DNA是生命遗传物质的证据是生命遗传物质的证据遗传的分子基础遗传的分子基础Protein？DNA？2、细菌培养实验、细菌培养实验热死热死S菌菌不生长不生长培养培养活活R菌菌活活R菌菌培养培养热死热死S菌菌活活R菌菌活活R菌菌少量活少量活S菌菌培养培养3、各组分进行转化实验、各组分进行转化实验S菌的菌的DNA少量活少量活S菌菌S菌的菌的DNA及及DNA酶以外的酶酶以外的酶活活R菌菌S菌的菌的RNAS菌的蛋白质菌的蛋白质S菌的夹膜多糖菌的夹膜多糖只长只长R
3、菌菌S菌的菌的DNA和和DNA酶酶（二）噬菌体感染实验（二）噬菌体感染实验A.D.Hershey和和M.ChaseDNARNARNA肽链肽链蛋白质蛋白质二、基因和遗传成分二、基因和遗传成分基因组（基因组（genomegenome）：）：一个物种的单倍体的所有染色体及其所包含的遗传信息的总称一个物种的单倍体的所有染色体及其所包含的遗传信息的总称原核生物（如细菌），多为单倍体原核生物（如细菌），多为单倍体（在一般情况下只有一条染色体）（在一般情况下只有一条染色体）真核微生物，多条染色体，真核微生物，多条染色体，例如啤酒酵母有例如啤酒酵母有1616条染色体。条染色体。基因：是一段特定的基因：是一段特
4、定的DNADNA碱基序列，是遗传的功能单位碱基序列，是遗传的功能单位一、基因的存在部位一、基因的存在部位 p.71 1 1、染色体、染色体主要遗传成分，携带基本代谢的全部基因，通常主要遗传成分，携带基本代谢的全部基因，通常呈共价闭合环状呈共价闭合环状(Covalently Closed Circle，简称，简称CCC)，一般只有一条一般只有一条，在细胞中在细胞中以紧密缠绕成的较致密的拟核以紧密缠绕成的较致密的拟核(nucliod)，其上结合有类组蛋白，其上结合有类组蛋白蛋白质和少量蛋白质和少量RNA分子，分子，使其压缩成一种手脚架形的致密结构。使其压缩成一种手脚架形的致密结构。染色体上编码各种
5、功能的基因比例染色体上编码各种功能的基因比例,%,%编码的功能编码的功能编码的功能编码的功能大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌(Escherichia Escherichia colicoli)流感嗜血菌流感嗜血菌流感嗜血菌流感嗜血菌(Haemophilus Haemophilus influenzaeinfluenzae)生生生生 殖殖殖殖 道道道道 支支支支 原原原原 体体体体（Mycoplasma Mycoplasma genitaliumgenitalium）代谢代谢代谢代谢21.021.019.019.014.614.6结构结构结构结构5.55.54.74.73.63.6运输运输运输运
6、输10.010.07.07.07.37.3调节调节调节调节8.58.56.66.66.06.0翻译翻译翻译翻译4.54.58.08.021.6 21.6 转录转录转录转录1.31.31.51.52.62.6复制复制复制复制2.72.74.94.96.86.8已知的其他已知的其他已知的其他已知的其他8.58.55.25.25.85.8未知未知未知未知38.138.143.043.032.032.02、质粒、质粒一种独立于染色体外，一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞能进行自主复制的细胞质遗传因子。质遗传因子。通常以共价闭合环状的超螺通常以共价闭合环状的超螺旋双链旋双链DNA分子存在于细分子存
7、在于细胞中；胞中；质粒分子的大小范围从质粒分子的大小范围从1kb1kb左右到左右到1000kb1000kb；（细菌质粒；（细菌质粒多在多在10kb10kb以内）以内）质粒的特性：质粒的特性：n n可转移性。可转移性。可转移性。可转移性。即某些质粒可以细胞间的接合作用即某些质粒可以细胞间的接合作用即某些质粒可以细胞间的接合作用即某些质粒可以细胞间的接合作用或其它途径从供体细胞向受体细胞转移。或其它途径从供体细胞向受体细胞转移。或其它途径从供体细胞向受体细胞转移。或其它途径从供体细胞向受体细胞转移。n n可整合性。可整合性。可整合性。可整合性。在某种特定条件下，质粒在某种特定条件下，质粒在某种特定
8、条件下，质粒在某种特定条件下，质粒DNADNA可以可逆可以可逆可以可逆可以可逆性地整合到宿主细胞染色体上，并可以重新脱离。性地整合到宿主细胞染色体上，并可以重新脱离。性地整合到宿主细胞染色体上，并可以重新脱离。性地整合到宿主细胞染色体上，并可以重新脱离。可消除性。可消除性。可消除性。可消除性。经某些理化因素处理如加热、或加入丫啶经某些理化因素处理如加热、或加入丫啶经某些理化因素处理如加热、或加入丫啶经某些理化因素处理如加热、或加入丫啶橙或丝裂霉素橙或丝裂霉素橙或丝裂霉素橙或丝裂霉素C C、溴化乙锭等，质粒可以被消除。、溴化乙锭等，质粒可以被消除。、溴化乙锭等，质粒可以被消除。、溴化乙锭等，质粒
9、可以被消除。高拷贝数高拷贝数(high copy number)质粒质粒（每个宿主细胞中有（每个宿主细胞中有10-100个拷贝）个拷贝）松弛型质粒松弛型质粒(relaxed plasmid)低拷贝数低拷贝数(low copy number)质粒质粒（每个宿主细胞中有（每个宿主细胞中有1-4个拷贝）个拷贝）严紧型质粒严紧型质粒(stringent plasmid)窄宿主质粒窄宿主质粒(narrow host range plasmid)（只能在一种特定的宿主细胞中复制）（只能在一种特定的宿主细胞中复制）广宿主质粒广宿主质粒(broad host range plasmid)（可以在许多种细菌中复
10、制）（可以在许多种细菌中复制）n n质粒的相容性：不同质粒在同一宿主细胞内的共存性。质粒的相容性：不同质粒在同一宿主细胞内的共存性。质粒的相容性：不同质粒在同一宿主细胞内的共存性。质粒的相容性：不同质粒在同一宿主细胞内的共存性。质粒的分类质粒的分类(1)致育因子致育因子(Fertility factor，F因子因子)又称又称F质粒，其大小约质粒，其大小约100kb，这是最早发现的一种与大肠杆菌，这是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用）有关的质粒。的有性生殖现象（接合作用）有关的质粒。(2)抗性因子（抗性因子（Resistance factor，R因子）因子）包括抗药性和抗重金属二
11、大类，简称包括抗药性和抗重金属二大类，简称R质粒。质粒。R100质粒质粒(89kb)可使宿主对可使宿主对下列药物及重金属具有抗性：下列药物及重金属具有抗性：汞（汞（mercuric ion，mer）四环素（四环素（tetracycline，tet）链霉素链霉素(Streptomycin,Str)、磺胺磺胺(Sulfonamide,Su)、氯霉素氯霉素(Chlorampenicol,Cm)夫西地酸（夫西地酸（fusidic acid，fus）并且负责这些抗性的基因是并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于抗性质粒上。成簇地存在于抗性质粒上。抗性质粒在细菌间的传递是细菌抗性质粒在细菌间的传递是细菌产生
12、抗药性的重要原因之一。产生抗药性的重要原因之一。大多数基因在基因组内的位置是固大多数基因在基因组内的位置是固大多数基因在基因组内的位置是固大多数基因在基因组内的位置是固 定的，但有些基因可以从一个位置移动定的，但有些基因可以从一个位置移动定的，但有些基因可以从一个位置移动定的，但有些基因可以从一个位置移动 到另一位置。这些可移动的到另一位置。这些可移动的到另一位置。这些可移动的到另一位置。这些可移动的 DNADNADNADNA序列包序列包序列包序列包括插入序列和转座子。括插入序列和转座子。括插入序列和转座子。括插入序列和转座子。由插入序列和转由插入序列和转由插入序列和转由插入序列和转座子介导的
13、基因移位或重排称为转座。座子介导的基因移位或重排称为转座。座子介导的基因移位或重排称为转座。座子介导的基因移位或重排称为转座。3、转座因子（、转座因子（transposable element）：）：（一）插入序列转座（一）插入序列转座插入序列插入序列（insertion sequences，IS）：）：长长750 1500bp组成：组成：组成：组成：反向重复序列：反向重复序列：反向重复序列：反向重复序列：941bp941bp，位于两侧，位于两侧，位于两侧，位于两侧转座酶编码基因：产物引起转座，位于中间转座酶编码基因：产物引起转座，位于中间转座酶编码基因：产物引起转座，位于中间转座酶编码基因：
14、产物引起转座，位于中间正向重复序列：正向重复序列：正向重复序列：正向重复序列：412bp412bp，位于反向重复序列外侧，位于反向重复序列外侧，位于反向重复序列外侧，位于反向重复序列外侧，为插入序列所特有为插入序列所特有为插入序列所特有为插入序列所特有（二）（二）转座子转座转座子转座转座子（转座子（transposons）：可从一个染色体）：可从一个染色体位点转移到另一位点的分散重复序列。位点转移到另一位点的分散重复序列。反向重复序列反向重复序列组成组成 转座酶基因转座酶基因特殊基因：如抗生素抗性基因等特殊基因：如抗生素抗性基因等第二节、基因突变和诱变育种第二节、基因突变和诱变育种一、基因突变
15、的定义：一、基因突变的定义：一个基因内部遗传结构或一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变序列的任何改变突变突变自发突变自发突变诱变诱变环境因素的影响，环境因素的影响，DNA复制过程的偶然错误等复制过程的偶然错误等而导致，一般频率较低，通常为而导致，一般频率较低，通常为10-6-10-9。某些物理、化学因素对生物体的某些物理、化学因素对生物体的DNA进行直接进行直接作用，突变以较高的频率产生。作用，突变以较高的频率产生。野生型：野生型：从自然界分离到的任何微生物在其发生缺陷突从自然界分离到的任何微生物在其发生缺陷突变前的原始菌株。变前的原始菌株。能在基本培养基中生长。能在基本培养基中生长。基
16、本培养基：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基。基本培养基：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基。p.89p.89二、基因突变的机制二、基因突变的机制突变突变畸变畸变点突变点突变碱基置换碱基置换移码突变移码突变缺失缺失转换转换颠换颠换缺失缺失添加添加添加添加易位易位诱变剂：亚硝酸、碱基类似物、烷化剂、丫啶橙、紫外线诱变剂：亚硝酸、碱基类似物、烷化剂、丫啶橙、紫外线（一）碱基置换（一）碱基置换 (base substitution)在这种突变中，碱基对的数量没有变，只是一对碱基对被另一对碱基对所代替。碱基置换分为转换和颠换。转换转换转换转换嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶颠换颠换颠换颠换
17、嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶1 1错义突变错义突变错义突变错义突变 （missense mutationmissense mutation）因碱基改变使相应氨基酸变化，进而使多肽失活或活因碱基改变使相应氨基酸变化，进而使多肽失活或活性下降。例如：性下降。例如：DNA DNA A ACC A CC A C C C CCCCCmRNA UGG GGGmRNA UGG GGG多肽多肽 色氨酸色氨酸 甘氨酸甘氨酸 2 2同义突变同义突变同义突变同义突变 (samesense mutation)(samesense mutation)突变后的密码子编码相同的氨基酸，如：突变后的密码子编码相同的氨基酸
18、，如：n n DNA TTDNA TTT T TT TTC Cn n mRNA AA mRNA AAA A AA AAG Gn n 多肽多肽 Lys Lys Lys Lys3无义突变无义突变 (nonsense mutation)碱基改变使编码某一氨基酸的密码子变为终止密码碱基改变使编码某一氨基酸的密码子变为终止密码碱基改变使编码某一氨基酸的密码子变为终止密码碱基改变使编码某一氨基酸的密码子变为终止密码子，使蛋白质合成中断，产生无活性的多肽，例如：子，使蛋白质合成中断，产生无活性的多肽，例如：子，使蛋白质合成中断，产生无活性的多肽，例如：子，使蛋白质合成中断，产生无活性的多肽，例如：n n D
19、NA ATDNA ATA A A AG GT Tn n mRNA UA mRNA UAU U（酪氨酸（酪氨酸)U)UC CA A（丝氨酸）（丝氨酸）n n DNADNA上上 ATATT T AT ATC C A AC CT Tn n mRNA UA mRNA UAA A UA UAG G U UG GA An n 赭色突变赭色突变 琥珀突变琥珀突变 乳白突变乳白突变n n终止子终止子 （OchreOchre）（AmberAmber）(Opal)(Opal)在正常的碱基序列中插入或减少一个或多个碱基，造成突在正常的碱基序列中插入或减少一个或多个碱基，造成突变位点下游密码子的错读，产生氨基酸顺序完
20、全改变了变位点下游密码子的错读，产生氨基酸顺序完全改变了的蛋白质，一般无活性。的蛋白质，一般无活性。n n DNA GAT CGT ACA TAT CCCDNA GAT CGT ACA TAT CCCn n mRNA CAU GCA UGU AUA GGG mRNA CAU GCA UGU AUA GGGn n 多肽多肽 Leu Ala Cys Ile GlyLeu Ala Cys Ile Gly 插入插入插入插入 n n DNA GAT DNA GAT A ACG TAC ATA TCC CCG TAC ATA TCC Cn n mRNA CUA mRNA CUA U UGC AUG UAU
21、 AGGGC AUG UAU AGGn n 多肽多肽 Leu Cys Met Tyr ArgLeu Cys Met Tyr Arg(二二二二)移码突变移码突变移码突变移码突变 （frameshift mutationframeshift mutation）诱变剂诱变剂n n直接引起置换的诱变剂n n间接引起置换的诱变剂n n引起移码突变的诱变剂n n引起染色体畸变的诱变剂 亚硝酸亚硝酸:酮式酮式羟基，烯醇式羟基，烯醇式亚氨基亚氨基酮式酮式直接直接碱基类似物碱基类似物:烯醇式烯醇式酮式酮式间接间接丫啶橙丫啶橙:移码突变移码突变转座因子转座因子畸变畸变亚硝酸，亚硝酸，X-X-射线等射线等n n独立
22、性独立性独立性独立性 在每一个细胞中，某一个基因的突变与另一个基在每一个细胞中，某一个基因的突变与另一个基在每一个细胞中，某一个基因的突变与另一个基在每一个细胞中，某一个基因的突变与另一个基因的突变之间是两个独立事件。巨大芽胞杆菌对异烟肼产因的突变之间是两个独立事件。巨大芽胞杆菌对异烟肼产因的突变之间是两个独立事件。巨大芽胞杆菌对异烟肼产因的突变之间是两个独立事件。巨大芽胞杆菌对异烟肼产生抗性的突变率为生抗性的突变率为生抗性的突变率为生抗性的突变率为510510-5-5，对氨基水杨酸的抗性突变率，对氨基水杨酸的抗性突变率，对氨基水杨酸的抗性突变率，对氨基水杨酸的抗性突变率为为为为110110-
23、6-6，两种抗性同时发生的概率为，两种抗性同时发生的概率为，两种抗性同时发生的概率为，两种抗性同时发生的概率为810810-10-10，大约，大约，大约，大约等于前二个概率的乘积，说明突变的发生不仅对每一个细等于前二个概率的乘积，说明突变的发生不仅对每一个细等于前二个概率的乘积，说明突变的发生不仅对每一个细等于前二个概率的乘积，说明突变的发生不仅对每一个细胞，对每一个基因也是随机的。胞，对每一个基因也是随机的。胞，对每一个基因也是随机的。胞，对每一个基因也是随机的。n n不对应性不对应性不对应性不对应性 突变的发生突变的发生突变的发生突变的发生(例如抗药性例如抗药性例如抗药性例如抗药性)与微生
24、物所接触的环与微生物所接触的环与微生物所接触的环与微生物所接触的环境条件境条件境条件境条件(药物存在与否药物存在与否药物存在与否药物存在与否)之间也不存在直接对应的关系，德之间也不存在直接对应的关系，德之间也不存在直接对应的关系，德之间也不存在直接对应的关系，德尔布瑞克应用数理统计原理设计的波动测验及细菌抗链霉尔布瑞克应用数理统计原理设计的波动测验及细菌抗链霉尔布瑞克应用数理统计原理设计的波动测验及细菌抗链霉尔布瑞克应用数理统计原理设计的波动测验及细菌抗链霉素突变的影印培养实验证明了突变的随机性。素突变的影印培养实验证明了突变的随机性。素突变的影印培养实验证明了突变的随机性。素突变的影印培养实
25、验证明了突变的随机性。突变的特性突变的特性p.94n n稳定性稳定性稳定性稳定性 基因突变是遗传物质发生改变的结果，因此突变型基因和野生型基因突变是遗传物质发生改变的结果，因此突变型基因和野生型基因突变是遗传物质发生改变的结果，因此突变型基因和野生型基因突变是遗传物质发生改变的结果，因此突变型基因和野生型基因一样，是一个相对稳定的基因一样，是一个相对稳定的基因一样，是一个相对稳定的基因一样，是一个相对稳定的DNADNA序列，也是可以遗传的。现代基因工序列，也是可以遗传的。现代基因工序列，也是可以遗传的。现代基因工序列，也是可以遗传的。现代基因工程中经常用到抗药性突变基因作为遗传标记，这种抗药性
26、标记可以稳定程中经常用到抗药性突变基因作为遗传标记，这种抗药性标记可以稳定程中经常用到抗药性突变基因作为遗传标记，这种抗药性标记可以稳定程中经常用到抗药性突变基因作为遗传标记，这种抗药性标记可以稳定传代，其后代仍保持抗药性，与由生理适应所产生的抗药性不同，不受传代，其后代仍保持抗药性，与由生理适应所产生的抗药性不同，不受传代，其后代仍保持抗药性，与由生理适应所产生的抗药性不同，不受传代，其后代仍保持抗药性，与由生理适应所产生的抗药性不同，不受环境条件的影响。环境条件的影响。环境条件的影响。环境条件的影响。n n可逆性可逆性可逆性可逆性 野生型菌株可以通过基因突变变为抗链霉素的抗性突变菌株野生型
27、菌株可以通过基因突变变为抗链霉素的抗性突变菌株野生型菌株可以通过基因突变变为抗链霉素的抗性突变菌株野生型菌株可以通过基因突变变为抗链霉素的抗性突变菌株,抗抗抗抗链霉素的突变菌株也可以反向突变为对链霉素敏感的野生型菌株。前者链霉素的突变菌株也可以反向突变为对链霉素敏感的野生型菌株。前者链霉素的突变菌株也可以反向突变为对链霉素敏感的野生型菌株。前者链霉素的突变菌株也可以反向突变为对链霉素敏感的野生型菌株。前者为正向突变，后一突变为回复突变为正向突变，后一突变为回复突变为正向突变，后一突变为回复突变为正向突变，后一突变为回复突变(back mutation)(back mutation)。正向突变得
28、到的。正向突变得到的。正向突变得到的。正向突变得到的菌株叫突变株，回复突变得到的菌株叫回复突变株。菌株叫突变株，回复突变得到的菌株叫回复突变株。菌株叫突变株，回复突变得到的菌株叫回复突变株。菌株叫突变株，回复突变得到的菌株叫回复突变株。n n稀有性稀有性稀有性稀有性 对于个体而言，突变的发生在时间和空间上均带有偶然性和随机对于个体而言，突变的发生在时间和空间上均带有偶然性和随机对于个体而言，突变的发生在时间和空间上均带有偶然性和随机对于个体而言，突变的发生在时间和空间上均带有偶然性和随机性性性性,是对于群体而言，突变又总是以一定的频率发生，表现为突变的必然是对于群体而言，突变又总是以一定的频率
29、发生，表现为突变的必然是对于群体而言，突变又总是以一定的频率发生，表现为突变的必然是对于群体而言，突变又总是以一定的频率发生，表现为突变的必然性性性性,特定环境条件下一个群体发生突变的概率是一定的特定环境条件下一个群体发生突变的概率是一定的特定环境条件下一个群体发生突变的概率是一定的特定环境条件下一个群体发生突变的概率是一定的,突变率是指每个细突变率是指每个细突变率是指每个细突变率是指每个细胞经历一个世代产生突变体的概率。自发突变率很低，在胞经历一个世代产生突变体的概率。自发突变率很低，在胞经历一个世代产生突变体的概率。自发突变率很低，在胞经历一个世代产生突变体的概率。自发突变率很低，在101
30、0-9-91010-5-5之之之之间。间。间。间。野生型：野生型：野生型：野生型：从自然界分离到的任何微生物在其发生缺陷突从自然界分离到的任何微生物在其发生缺陷突从自然界分离到的任何微生物在其发生缺陷突从自然界分离到的任何微生物在其发生缺陷突变前的原始菌株。能在基础培养基中生长。变前的原始菌株。能在基础培养基中生长。变前的原始菌株。能在基础培养基中生长。变前的原始菌株。能在基础培养基中生长。二、常见的微生物突变类型二、常见的微生物突变类型1 1）营养缺陷型（）营养缺陷型（auxotrophauxotroph）一种缺乏合成其生存所必须的营养物（包括氨基酸、维生素一种缺乏合成其生存所必须的营养物（
31、包括氨基酸、维生素、碱基等）的突变型，只有从周围环境或培养基中获得这些、碱基等）的突变型，只有从周围环境或培养基中获得这些营养或其前体物（营养或其前体物（precursorprecursor）才能生长。）才能生长。营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和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育种的重要手段表型判断的标准：表型判断的标准：在基本培养基上能否生长在基本培养基上能否生长1 1）营养缺陷型（）营养缺陷型（auxotrophauxotroph）特点：特点：在选择培养基（一般为基本培养基）上不生长在选择培养基（一般为基本培养基）上不生长负选择标记负选择标记突变株
32、不能通过选择平板直接获得突变株不能通过选择平板直接获得营养缺陷型的表示方法：营养缺陷型的表示方法：1 1）营养缺陷型（）营养缺陷型（auxotrophauxotroph）基因型：基因型：所需营养物的前三个英文小写斜体字母表示：所需营养物的前三个英文小写斜体字母表示：hishisC C（组氨酸缺陷型，其中的大写字母（组氨酸缺陷型，其中的大写字母C C同一表型中不同基因的突变同一表型中不同基因的突变）表型：表型：同上，但第一个字母大写，且不用斜体：同上，但第一个字母大写，且不用斜体：HisCHisC在具体使用时多用在具体使用时多用hisC-和和hisC+，分别表示缺陷型和野生型。，分别表示缺陷型和
33、野生型。2 2）抗药性突变型（）抗药性突变型（resistant mutantresistant mutant）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。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。特点：特点：正选择标记正选择标记（突变株可直接从抗性平板上获得（突变株可直接从抗性平板上获得-在加有相应抗生素的在加有相应抗生素的平板上，只有抗性突变能生长。所以很容易分离得到。）平板上，只有抗性突变能生长。所以很容易分离得到。）表示方法：表示方法：所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上“r”r”表示表示strstrr r 和和 str
34、strs s 分别表示对链霉素的抗性和敏感性分别表示对链霉素的抗性和敏感性3).条件致死条件致死突变型：在某一条件下具有致死效应，而突变型：在某一条件下具有致死效应，而在另一条件下没有致死效应的突变型。在另一条件下没有致死效应的突变型。常被用于分离生长繁殖所必需的突变基因，常用为温敏常被用于分离生长繁殖所必需的突变基因，常用为温敏突变型（突变型（ts）。）。三三.诱变剂与致癌物质诱变剂与致癌物质Ames试验试验超过超过95%95%的致癌物质对微生物有诱变作用的致癌物质对微生物有诱变作用90%90%以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用a a）利用各种诱变剂获得
35、各类遗传突变，进行诱变育种；）利用各种诱变剂获得各类遗传突变，进行诱变育种；c c）危害人类自身的健康）危害人类自身的健康b b）对有害微生物进行控制；）对有害微生物进行控制；很多种化学物质，能以各种机制导致很多种化学物质，能以各种机制导致DNADNA的突变的突变 回复突变回复突变(reverse mutation或或back mutation)：突变体失去的野生型性状，可以通过第二次突变突变体失去的野生型性状，可以通过第二次突变得到恢复，称为回复突变。得到恢复，称为回复突变。美国加利福尼亚大学的美国加利福尼亚大学的Bruce Ames教授于教授于1966年发明，年发明，因此称为因此称为Ame
36、s试验试验具体操作：检测具体操作：检测鼠伤寒沙门氏菌鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhmurium)组氨酸营养缺陷型菌株组氨酸营养缺陷型菌株(his-)的回复突变率的回复突变率UV修复突变修复突变深粗糙突变深粗糙突变生物素缺陷突变生物素缺陷突变由于生物体内、体外可能存在的差异，可在体外加入哺乳由于生物体内、体外可能存在的差异，可在体外加入哺乳动物（如大鼠）微粒体酶系统，使待测物活化，使动物（如大鼠）微粒体酶系统，使待测物活化，使Ames试试验的准确率达验的准确率达80-90%。致突变、致畸变和致癌(致突变、致畸变和致癌致突变、致畸变和致癌)诱变育种的原则诱变育种的原则1.选用简便有
37、效的诱变剂紫外线照射紫外线照射:15W UV:15W UV灯灯,30cm,10s-20min;,30cm,10s-20min;化学诱变化学诱变:化学诱变剂颗粒点于涂菌平板上化学诱变剂颗粒点于涂菌平板上;联合诱变联合诱变:物理诱变剂和化学诱变剂交叉处理物理诱变剂和化学诱变剂交叉处理.四四.诱变育种诱变育种2.挑选优良的出发菌株n n目标产物产量目标产物产量n n生长速度生长速度,营养要求营养要求n n对诱变剂敏感性对诱变剂敏感性3.处理单细胞或单孢子悬液 表型延迟现象4.设计可行的筛选方案设计可行的筛选方案n n抗性突变株的检出抗性突变株的检出:将经诱变处理的样品涂布到加有适将经诱变处理的样品涂布到加有适当浓度抗生素的平板上可以容易地筛选当浓度抗生素的平板上可以容易地筛选到抗性突变株。到抗性突变株。影影印印法法 n n营养缺陷型突变株的检出营养缺陷型突变株的检出营养缺陷型突变株的检出营养缺陷型突变株的检出:n n点种法点种法 夹层法夹层法: