第七章微生物的遺傳變異

1、第七章 微生物的遺傳變異與育種生長繁殖適宜的環(huán)境條件下 遺傳特性代謝和發(fā)育微生物的親代 子代 下一代，并且相對穩(wěn)定地一代一代地傳下去，這就是微生物的遺傳性。微生物的遺傳性與其他生物一樣是相對穩(wěn)定的。在內(nèi)因和外因的相互作用下 在遺傳物質(zhì)水平上發(fā)生了改變微生物群體中少數(shù)個體 遺傳性發(fā)生改變，這就是微生物的變異性。變異由于是在遺傳物質(zhì)水平發(fā)生改變，因此是可遺傳的，并且是普遍的，其變異現(xiàn)象很多。遺傳是相對的，變異是絕對的；遺傳中有變異，變異中有遺傳，從而使微生物不斷進化。變異了的微生物與原來的微生物有所不同，稱為變種。由于微生物有一系列非常獨特的生物學特性，因而在現(xiàn)代遺傳學研究中往往把它作為研究對象。

2、這些生物學特性包括：1. 個體結(jié)構(gòu)簡單；2. 營養(yǎng)體一般都是（n）；3. 生長能力強、繁殖速度快、易于在成分簡單的合成培養(yǎng)基上大量生長繁殖；4. 易于累積不同的中間代謝產(chǎn)物和終端代謝產(chǎn)物；5. 環(huán)境條件對微生物各個群體作用直接均一，且重復(fù)性好；6. 易于形成營養(yǎng)缺陷型等突變類型；7. 各種微生物都有其相應(yīng)的病毒；8. 特殊的生殖方式：無性及原始的有性；9. 菌落形態(tài)的多樣性和可見性。 第一節(jié) 遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)在遺傳學的研究和學習中，已經(jīng)證明遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)是核酸。這個結(jié)論的得出就是以微生物為研究對象而得來的。一、 三個著名經(jīng)典實驗1. 經(jīng)典轉(zhuǎn)化實驗：以有莢膜和無莢膜的Streptococc

3、us pneumoniae（肺炎鏈球菌）為試驗對象；2. 噬菌體感染實驗：E.coli及其噬菌體；3. 植物病毒的重建實驗：TMV及與其近緣的HRV。通過這三個實驗以確鑿的事實證實了核酸尤其是DNA（RNA病毒為RNA）才是遺傳變異的真正物質(zhì)基礎(chǔ)，只有核酸才是負荷遺傳信息的真正物質(zhì)基礎(chǔ)。但就微生物而言，其核酸類型、結(jié)構(gòu)、存在部位等和其他生物相比，有相同之處，也有其獨特之處。二、 遺傳物質(zhì)在微生物細胞內(nèi)存在的部位和方式（一） 七個水平 1. 細胞水平大部分DNA集中在核區(qū)，不同微生物或同種不同細胞中細胞核數(shù)目常不同。2. 細胞核水平真核、原核，DNA含量少、能自主復(fù)制的核外染色體。3. 染色體水

4、平（1）染色體數(shù)：不同生物染色體數(shù)目差別很大。（2）染色體倍數(shù)自然界中微生物染色體多為（n），只有少數(shù)營養(yǎng)細胞及合子為（2n）原核生物通過轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導或接合可形成不穩(wěn)定的部分（2n）。4. 核酸水平（1）核酸種類（2）核酸結(jié)構(gòu)（3）DNA長度用bp、kb、mb表示。5. 基因水平原核生物的基因組成以下調(diào)控系統(tǒng)而發(fā)揮作用：6. 密碼子水平7. 核苷酸水平AMP、TMP、GMP、CMP，E.COLI的T偶數(shù)噬菌體的DNA中有5羥甲基胞嘧啶。（二） 原核生物的質(zhì)粒1. 質(zhì)粒凡游離于原核生物基因組外，具有獨立復(fù)制能力的小型共價閉合環(huán)狀的dsDNA分子，稱為質(zhì)粒。2. 質(zhì)粒的特征（1）形狀大?。撼菪Y(jié)構(gòu)

5、、106 108Da、1%核基因組大小。 （2）數(shù)量：每個菌體內(nèi)有一個或幾個、或很多。（3） 質(zhì)粒上攜帶有某些核基因組上所沒有的基因，使原核生物的生長繁殖過程中增添了一些特殊功能，如：接合、產(chǎn)毒、抗藥、固氮、產(chǎn)特殊酶、降解毒物等。（4） 是一種獨立存在于細胞內(nèi)的復(fù)制子。嚴緊型復(fù)制控制：復(fù)制行為與核染色體的復(fù)制同步。松弛型復(fù)制控制：復(fù)制行為與核染色體的復(fù)制不同步。（5） 少數(shù)質(zhì)粒可在不同菌株間轉(zhuǎn)移，如：F因子、R因子。（6） 質(zhì)粒消除：因某些理化因素的影響致使質(zhì)粒復(fù)制受抑而核染色體的復(fù)制仍繼續(xù)進行，從而引起子代細胞中不帶質(zhì)粒的現(xiàn)象。（7） 有些質(zhì)粒具有與核染色體整合和脫離的功能附加體。（8） 質(zhì)

6、粒還有重組的功能：可在質(zhì)粒與質(zhì)粒間、質(zhì)粒與核染色體間發(fā)生基因重組。3. 幾種典型質(zhì)粒（1） F質(zhì)粒（F因子、致育因子、性因子）是E.coli等細菌決定性別并有轉(zhuǎn)移能力的質(zhì)粒。（2） R質(zhì)粒（R因子）存在于某些腸道細菌中的抗藥性質(zhì)粒，這些細菌不僅能抗多種抗生素等藥物，還能把抗藥基因傳遞到其他腸道細菌中。（3）Col質(zhì)粒（大腸桿菌素質(zhì)粒、大腸桿菌素因子）使E.coli等細菌產(chǎn)生大腸桿菌素等細菌素，具有通過抑制復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯或能量代謝等方式專一地抑制或殺死其他腸道細菌生長。（4） Ti質(zhì)粒（致癌質(zhì)粒）存在與根癌桿菌中，可引起許多雙子葉植物根癌。（5） Ri質(zhì)粒發(fā)根土壤桿菌或發(fā)根農(nóng)桿菌中，可侵染雙子

7、葉植物的根部，并誘生大量毛狀的不定根。（6） mega質(zhì)粒（巨大質(zhì)粒）根瘤菌中，其上有一系列與固氮相關(guān)的基因。（7） 降解性質(zhì)粒假單胞菌中發(fā)現(xiàn)，可為降解一系列復(fù)雜有機物的酶編碼。在污水處理、環(huán)境保護等方面有特有作用。 第二節(jié) 基因突變和誘變育種一、 基因突變（突變）是變異的一類。凡指細胞內(nèi)或病毒粒內(nèi)遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)突然發(fā)生的可遺傳的變化。可自發(fā)或誘導產(chǎn)生。狹義的突變：專指基因突變（點突變）。廣義的突變：包括基因突變和染色體突變。突變的幾率很低10-6 10-9。野生型菌株（wild type strain，野生型）：從自然界分離到的菌株。突變株（mutant，突變體、突變型）：野生型經(jīng)突變后

8、形成的帶有新性狀的菌株。（一） 突變類型按突變后極少數(shù)突變株的表型能否在選擇培養(yǎng)基上迅速選出和鑒別，可分為：選擇性突變株：凡能用選擇性培養(yǎng)基或其他選擇性培養(yǎng)條件快速選擇出來的突變株（selectable mutant）。如：營養(yǎng)缺陷型、抗性突變型、條件致死突變型。非選擇性突變株：不能用選擇性培養(yǎng)基或其他選擇性培養(yǎng)條件快速選擇出來的突變株（non-selectable mutant）。如：形態(tài)突變型、抗原突變型、產(chǎn)量突變型。1. 營養(yǎng)缺陷型（auxotroph）某一野生菌株因發(fā)生基因突變而喪失合成一種或幾種生長因子、堿基或氨基酸的能力，因而無法在基本培養(yǎng)基（minimum medium，MM）上

9、正常生長繁殖的變異類型。2. 抗性突變型（resistant mutant）野生菌株因發(fā)生基因突變，而產(chǎn)生的對某化學藥物或致死物理因子的抗性變異類型。3. 條件致死突變型（conditional lethal mutant）某菌株經(jīng)基因突變后，在某種條件下可正常地生長繁殖，而在另一條件下卻無法生長繁殖的突變類型。如：溫度敏感突變株（Ts突變株）。4. 形態(tài)突變型（morphological mutant）由基因突變引起的個體或菌落形態(tài)的變異類型。5. 抗原突變型（antigenic mutant）由基因突變引起的細胞抗原結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的變異類型。6. 產(chǎn)量突變型（metabolite quant

10、itative mutant）因基因突變而產(chǎn)生的在代謝產(chǎn)物產(chǎn)量上明顯有別于原始菌株的突變株。若產(chǎn)量明顯高于原始菌株者，稱為正突變；反之稱負突變。（二） 基因突變的特點1. 自發(fā)性：可自發(fā)地發(fā)生突變。2. 不對應(yīng)性：突變性狀與引起的原因間無直接對應(yīng)關(guān)系。3. 稀有性：通常自發(fā)突變的頻率在10-6 10-9間。4. 獨立性：某基因的突變率不受他種基因突變率的影響。5. 可誘變性：自發(fā)突變的頻率可因誘變劑的影響而大為提高（10 105倍）。6. 穩(wěn)定性：基因突變后的新遺傳性狀是穩(wěn)定的。7. 可逆性：野生型菌株某一性狀可發(fā)生正向突變，也可發(fā)生相反的回復(fù)突變。（三） 基因突變自發(fā)性和不對應(yīng)性的實驗證明1

11、. Luria等的變量實驗2. Newcombe的涂布實驗3. Lederberg等的影印平板培養(yǎng)法（四）基因突變及其機制基因突變的機制是多樣性的，可以是自發(fā)的或誘發(fā)的。1. 誘發(fā)突變（誘變）指通過人為的方法，利用物理、化學或生物因素顯著提高基因自發(fā)突變頻率的手段。誘變劑：凡具有誘變效應(yīng)的任何因素。誘發(fā)突變又可分：（1）堿基的置換點突變（移碼突變）一對堿基被另一對堿基置換。1）轉(zhuǎn)換DNA鏈中的一個嘌呤被另一個嘌呤（一個嘧啶被另一個嘧啶）所置換。2）顛換DNA鏈中的一個嘌呤被另一個嘧啶（一個嘧啶被另一個嘌呤）所置換。（2） 移碼突變DNA序列中的一個或少數(shù)幾個核苷酸發(fā)生增添（插入）或缺失，而使其

12、后面的全部遺傳密碼發(fā)生改變，并進一步引起轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯錯誤。（3）染色體畸變影響一段染結(jié)構(gòu)的色體的變化（染色體上基因的缺失、添加、易位、倒位）。2. 自發(fā)突變指生物體在無人工干預(yù)下自然發(fā)生的低頻率突變。引起自發(fā)突變的原因：（1） 由背景輻射和環(huán)境因素引起；（2） 由微生物自身有害代謝產(chǎn)物引起；（3） 由DNA復(fù)制過程中堿基配對錯誤引起。自發(fā)突變頻率約為10-6。對細菌作一般液體培養(yǎng)時，因細胞濃度可達108/mL，常會在其中產(chǎn)生自發(fā)突變菌株。（五） 紫外線對DNA的損傷及其修復(fù)已知的DNA損傷類型很多，機體對其修復(fù)方法各異。1. 紫外線對DNA的損傷DNA中嘧啶對UV的敏感性較強，經(jīng)UV照射后相鄰嘧

13、啶會形成嘧啶二聚體（TT，TC，CC）和水合物。形成二聚體后，造成局部DNA分子無法配對，從而引起微生物的死亡或突變。2. 微生物修復(fù)受損DNA的作用（1） 光復(fù)活作用把經(jīng)UV造熟射后的微生物立即暴露于可見光下，就可出現(xiàn)明顯降低其死亡率的現(xiàn)象。UV對照：8106個/ml E.coli 100個/ml E.coliUV360 490 nm 可見光，30 min實驗：8106個/ml E.coli 2106個/ml E.coli 作用機制：經(jīng)UV照射后帶有嘧啶二聚體的DNA分子，在黑暗下會被一種光激活酶（光解酶、光裂合酶）結(jié)合，這種復(fù)合物在300 500 nm可見光下時，此酶會因獲得光能而激活，并

14、使二聚體分解成單體；光解酶也會從復(fù)合物中釋放出來，以便從新執(zhí)行功能。2. 切除修復(fù)（暗修復(fù)）是活細胞內(nèi)一種不依賴可見光就可對被紫外線等誘變劑損傷后的DNA進行修復(fù)的方式。作用機制：通過酶切作用去除嘧啶二聚體，隨后從新合成一段正常DNA鏈的核酸。在整個修復(fù)過程中，共有四種酶參與。 二、 突變與育種（一） 自發(fā)突變與育種1. 從生產(chǎn)中育種生產(chǎn)中，自發(fā)突變的微生物中有可能出現(xiàn)一定幾率的正突變。2. 定向培育優(yōu)良菌株是一種利用微生物的自發(fā)突變，并采用特定的選擇條件，不斷地移植以選育出較優(yōu)良菌株的古老方法。如：炭疽芽孢桿菌活菌苗、卡介苗的選育。費時費力、工作被動、效果很難醫(yī)療預(yù)測。（二） 誘變育種利用物

15、理、化學等誘變劑處理均勻而分散的微生物細胞群，在促進其突變率顯著提高的基礎(chǔ)上，采用簡便、快速高效的篩選方法從中挑選出少數(shù)符合目的的突變株，以供科學實驗和生產(chǎn)實踐用。方法簡便易行、條件和設(shè)備要求簡單。1. 誘變育種的基本環(huán)節(jié)2. 誘變育種中的幾個原則（1） 選擇簡便有效的誘變劑 誘變劑的種類很多，有物理因素（UV、激光、離子束、X射線、射線快中子）和化學因素（亞硝酸、氮芥、烷化劑、堿基類似物、吖啶化合物）。使用UV照射最為方便：取5ml單細胞懸液置于直徑6cm的培養(yǎng)皿中，開蓋照射；15W、30cm、不短于10 20s，也不長于10 20min。（2） 挑選優(yōu)良的出發(fā)菌株選用合適的出發(fā)菌株有利于提

16、高誘變效率。（自發(fā)突變菌株、具有有利于進一步研究或應(yīng)用性狀的菌株、已發(fā)生過其他突變的菌株、對誘變劑敏感性較高的菌株）（3） 處理單細胞或單孢子懸液可使每個細胞均勻接觸誘變劑并防止長出不純菌落。（4） 選用最適的誘變劑量選用既能提高誘變效率又能擴大變異幅度，并促使變異移向正變范圍的劑量。（5） 充分利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)誘變劑的復(fù)合使用常表現(xiàn)明顯的協(xié)同效應(yīng)，有利于育種。（6） 利用和創(chuàng)造形態(tài)、生理與產(chǎn)量間的相關(guān)指標（7） 設(shè)計高效篩選方案（8） 創(chuàng)造新型篩選方法3. 三類突變株的篩選方法（1） 產(chǎn)量突變株的篩選瓊脂塊培養(yǎng)法用此法篩選春日霉素生產(chǎn)菌。優(yōu)點：在此條件下，各瓊脂塊所含養(yǎng)料和接觸空氣面積

17、基本相同，且產(chǎn)生的抗生素等代謝產(chǎn)物不致擴散到瓊脂塊外，因此測得的結(jié)果與搖瓶實驗結(jié)果十分相似，而工作效率卻大為提高。（2） 抗藥性突變株的篩選梯度平板法是定向篩選抗藥性突變株的一種有效方法。用此法篩選抗異煙肼的吡哆醇高產(chǎn)菌株。（3） 營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選1）與營養(yǎng)缺陷型突變有關(guān)的三類遺傳型個體野生型（wild type，wild strain）：從自然界分離到的任何微生物在其發(fā)生人為營養(yǎng)缺陷型突變前的原始菌株。A+B+。營養(yǎng)缺陷型（auxotroph）：野生型菌株經(jīng)誘變劑處理后，由于發(fā)生了喪失某酶合成能力的突變，因而只能在加有某酶合成產(chǎn)物的培養(yǎng)基中才能生長的突變菌株稱為營養(yǎng)缺陷型突變菌株，簡稱

18、營養(yǎng)缺陷型。A+B-、A-B+。原養(yǎng)型（prototroph）：指營養(yǎng)缺陷型突變菌株經(jīng)回復(fù)突變或重組后產(chǎn)生的菌株，其營養(yǎng)要求在表型上與原養(yǎng)型相同。A+B+。2）與篩選營養(yǎng)缺陷型突變株有關(guān)的三類培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基（MM，-）：僅能滿足某微生物的野生型菌株生長所需要的最低成分的組合培養(yǎng)基。不同微生物的-是很不相同的，有的成分極為簡單，有的卻極復(fù)雜。完全培養(yǎng)基（CM，+）：凡可滿足一切篩選營養(yǎng)缺陷型突變菌株營養(yǎng)需要的天然或半組合培養(yǎng)基。一般可在-中加入一些富含氨基酸、維生素、核苷酸和堿基之類的天然物質(zhì)。補充培養(yǎng)基（SM，A或B等）：凡只能滿足相應(yīng)的營養(yǎng)缺陷型突變菌株生長需要的組合或半組合培養(yǎng)基。是在-

19、中加入某一營養(yǎng)缺陷型突變菌株所不能合成的某相應(yīng)代謝物，因此可專門選擇相應(yīng)的突變株。3）營養(yǎng)缺陷型的篩選方法一般要經(jīng)過：誘變、淘汰野生型、撿出和鑒定營養(yǎng)缺陷型四個環(huán)節(jié)。 誘變劑處理：與一般誘變處理相同。 淘汰野生型：在誘變后的存活個體中，營養(yǎng)缺陷型的比例較低（百分之幾千分之幾）。需選用適當?shù)姆椒ㄌ蕴瓰閿?shù)眾多的野生型菌株，達到“濃縮”極少數(shù)營養(yǎng)缺陷型的目的?？股胤ǎ呵嗝顾胤ǎㄟm用于細菌）、制霉菌素法（適用于真菌）等方法。菌絲過濾法：用濾孔較大的擦鏡紙過濾。適用于進行絲狀生長的真菌和放線菌。 撿出營養(yǎng)缺陷型：具體方法很多。A、用一個平皿即可撿出的方法：a、夾層培養(yǎng)法b、限量補充培養(yǎng)法選用含有微量蛋

20、白胨的基本培養(yǎng)基。B、用兩個平皿才能撿出的方法：a、逐個撿出法把經(jīng)誘變劑處理后生長在完全培養(yǎng)基上的菌落逐個接種到基本培養(yǎng)基上和另一完全培養(yǎng)基上（兩平板上菌落位置嚴格對應(yīng)），培養(yǎng)。b、影印平板法將在完全培養(yǎng)基上生長的全部菌落用影印接種工具轉(zhuǎn)印到另一基本培養(yǎng)基上，培養(yǎng)。 鑒定缺陷型：可生用長譜法進行鑒定。 第三節(jié) 基因重組和雜交育種基因重組（遺傳重組，重組）：兩個獨立基因組內(nèi)的遺傳基因，通過一定的途徑轉(zhuǎn)移到一起，形成新的穩(wěn)定基因組的過程。重組是在核酸分子水平上的一個概念，而雜交是在細胞水平上進行的，但其中包含了核酸分子水平上的重組。基因重組是雜交育種的理論基礎(chǔ)。微生物基因重族的形式較多。一、原核生

21、物的基因重組原核生物的基因重組形式很多：轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導、接合、原生質(zhì)體融合。其特點為：1. 片段性，僅一小段DNA序列參與重組；2. 單向性，即從供體菌向受體菌（或從供體基因向受體基因）作單方向轉(zhuǎn)移；3. 轉(zhuǎn)移機制獨特而多樣，如接合、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導。（一）轉(zhuǎn)化1定義 受體菌（recipient cell,receptor）直接吸收供體菌（donor cell）的DNA片段而獲得供體菌部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)化作用。通過轉(zhuǎn)化方式而形成的雜種后代，稱轉(zhuǎn)化子（transformant）。2. 轉(zhuǎn)化微生物的種類 種類十分普遍：原核生物，真核微生物。3. 轉(zhuǎn)化條件（1） 親緣關(guān)系：多同緣DNA。（2）能

22、進行轉(zhuǎn)化的細胞必須是感受態(tài)的。1）感受態(tài)（competence）指受體細胞最易接受外源DNA片段并能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。在細菌的感受態(tài)出現(xiàn)時，具有從周圍環(huán)境吸收DNA分子而不被DNA酶破壞的生理特性。處于感受態(tài)的細胞，吸收DNA的能力有時可比一般細胞大1000倍，吸收速度快5 10。2） 與感受態(tài)的出現(xiàn)有關(guān)的因素受該菌遺傳性、菌令、生理狀態(tài)和培養(yǎng)條件等的影響。一般出現(xiàn)在生長的指數(shù)期后期，有的出現(xiàn)在指數(shù)期末和穩(wěn)定期；在具有感受態(tài)的微生物中，感受態(tài)細胞所占比例和維持時間也不同，外界環(huán)境因子如環(huán)腺苷酸（cAMP）及Ca2+ 等對感受態(tài)也有重要影響。3）感受態(tài)因子：調(diào)節(jié)感受態(tài)的一類特異蛋白（胞外蛋

23、白）。包括3種主要成分，即膜相關(guān)DNA結(jié)合蛋白（membrane-associated DNA binding protein）,細胞壁自溶素（autolysin）和幾種核酸酶。4. 轉(zhuǎn)化因子（transforming principle）來自供體菌的DNA片段或質(zhì)粒。轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)是離體的DNA片段。通常都只是15kb左右的片段。5. 過程轉(zhuǎn)化過程被研究得較深入的是G+細菌Streptococcus pneumoniae。6.轉(zhuǎn)染（transfection）指用提純的病毒核酸（DNA或RNA）去感染其宿主細胞或其原生質(zhì)體，可增殖出一群正常病毒后代的現(xiàn)象。（作為轉(zhuǎn)染的病毒核酸，決不是作為供體基

24、因的功能，被感染的宿主也決不是能形成轉(zhuǎn)化子的受體菌。）（二）轉(zhuǎn)導（transduction） 通過缺陷噬菌體（defective phage）的媒介，把供體細胞的小片段DNA攜帶到受體細胞中，通過交換與整合，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)導。由轉(zhuǎn)導作用而獲得部分新性狀的重組細胞，稱為轉(zhuǎn)導子（transductant）。作為媒介的缺陷噬菌體可分為：完全缺陷噬菌體、部分缺陷噬菌體。 1完全缺陷噬菌體與普遍轉(zhuǎn)導（1） 完全缺陷噬菌體感染宿主的噬菌體待成熟與進行包裝之際，極少數(shù)噬菌體（約10-610-8個）的衣殼將與其頭部DNA相似的一小段供體菌DNA片段誤包入其中，因此形成了完全不含噬菌體

25、本身DNA的假噬菌體完全缺陷噬菌體（轉(zhuǎn)導顆粒，transducing particle）。（2） 普遍轉(zhuǎn)導（generalized transduction）通過極少數(shù)完全缺陷噬菌體感染受體菌時，把供體菌DNA片段導入受體細胞內(nèi)，而將供體菌的遺傳性狀傳遞給受體菌的現(xiàn)象，稱為普通轉(zhuǎn)導。一般用溫和噬菌體作為普通轉(zhuǎn)導的媒介。普通轉(zhuǎn)導又可分為以下兩種：1） 完全普通轉(zhuǎn)導 （簡稱普通轉(zhuǎn)導、完全轉(zhuǎn)導complete transduction）由完全噬菌體導入的供體dsDNA片段可與受體細胞核染色體組上的同緣區(qū)段配對，再通過雙交換而整合到受體菌染色體組上，使受體菌成為一個遺傳性狀穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導子。以Salmon

26、ell tyhimutium為例，用野生型菌株作供體菌，營養(yǎng)缺陷型突變株作受體菌，P22噬菌體作轉(zhuǎn)導媒介： 2） 流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導（流產(chǎn)轉(zhuǎn)導）經(jīng)轉(zhuǎn)導而獲得了供體菌DNA片段的受體菌，如果外緣DNA在其內(nèi)即不進行交換、整合和復(fù)制，也不迅速消失，只進行轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯和表達的現(xiàn)象。2. 部分缺陷噬菌體與局限轉(zhuǎn)導（1） 部分缺陷噬菌體前噬菌體脫離溶原菌的核基因組時，將其插入位點兩側(cè)之一的少數(shù)宿主基因連接到噬菌體的DNA上（而噬菌體也將相應(yīng)的一段DNA遺留在宿主的核染色體組上），通過衣殼的誤包就形成了一種特殊的噬菌體部分缺陷噬菌體。（2） 局限轉(zhuǎn)導由部分缺陷噬菌體轉(zhuǎn)導的基因總是限于臨近前噬菌體兩側(cè)的宿主基因，因

27、此稱為局限轉(zhuǎn)導或限制性轉(zhuǎn)導。1）低頻轉(zhuǎn)導通過溶原菌釋放的噬菌體所進行的轉(zhuǎn)導，只能形成極少數(shù)的轉(zhuǎn)導子（10-4 10-6）。2）高頻轉(zhuǎn)導雙重溶原菌：用高感染復(fù)數(shù)的低頻轉(zhuǎn)導裂解物干擾受體細胞時，幾乎同時感染正常噬菌體，且兩噬菌體的核酸同時整合在一個受體菌的核基因組上。用雙重溶原菌感染另一受體菌，就可高頻率（50%）地把后者轉(zhuǎn)導成轉(zhuǎn)導子。3. 溶原轉(zhuǎn)變是一種與轉(zhuǎn)導相似又不同的現(xiàn)象。當正常的溫和噬菌體感染宿主并使之溶原化時，因其核酸整合到宿主的核基因組上，而使宿主獲得了除免疫性以外新的性狀的現(xiàn)象。當宿主喪失這一噬菌體時，通過溶原轉(zhuǎn)變獲得的性狀也同時消失。（三） 接合1. 接合供體菌（F+）通過性菌毛與

28、受體菌（F-）直接接觸，把F質(zhì)?；蚱鋽y帶的不同長度的核基因組片段傳遞給后者，并使其獲得若干新遺傳性狀的現(xiàn)象。通過接合而獲得新遺傳性狀的受體細胞叫接合子。2. 能進行接合的微生物種類主要在細菌和放線菌中進行。細菌中，尤其G-菌較為普遍。接合還可發(fā)生在不同屬的一些菌種間。3. E.coli的4種接合型菌株（1） F+菌株（2） F-菌株（3） Hfr菌株（4） F菌株（四） 原生質(zhì)體融合1. 原生質(zhì)體融合通過人為的方法，使遺傳性狀不同的兩個細胞的原生質(zhì)體進行融合，借以獲得具有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組子的過程，稱為原生質(zhì)體融合。所獲得的重組子叫融合子。2. 能進行原生質(zhì)體融合的生物種類原核生物和各種真

29、核微生物和高等植物細胞。3. 主要操作步驟（1） 選選擇親本細胞置于等滲溶液中；（2） 用適當?shù)拿摫诿赋ゼ毎?；?） 將原生質(zhì)體離心聚集，加入促融合劑PEG（聚乙二醇）；（4） 用等滲溶液稀釋；（5） 涂在能促細胞壁再生和進行細胞分裂的基本培養(yǎng)基上；（6） 用影印平板法將形成的菌落接種到各種選擇性培養(yǎng)基平板上，檢驗其是否為穩(wěn)定的重組子；（7） 測定其有關(guān)生物學性狀和生產(chǎn)性能。二、 真核微生物的基因重組方式很多，主要有：有性雜交、準性雜交、原生質(zhì)體融合、轉(zhuǎn)化等。（一） 有性雜交雜交是指在細胞水平上進行的一種遺傳重組方式。1. 有性雜交指不同遺傳型的兩個性細胞間發(fā)生的接合和隨之進行的染色體重組

30、，進而產(chǎn)生新遺傳后代的一種育種技術(shù)。2. 可進行有性雜交的微生物凡能產(chǎn)生有性孢子的酵母菌、霉菌、蕈菌都可經(jīng)有性雜交方式育種。3. 主要操作步驟（以Saccharomyces cerevisiae為例）（1） 選擇親本：不同性狀的甲、乙兩個親本。（2） 獲得單倍體細胞組成的菌落； （2n）細胞 產(chǎn)孢培養(yǎng)基 子囊 水洗 破碎子囊 離心 （n）孢子 涂布平板 （n細胞組成的菌落）（3） 產(chǎn)生出種種雙倍體的有性雜交后代把來自不同親本、不同性別的單倍體細胞通過離心等方式使之密切地接觸，以產(chǎn)生出種種雙倍體的有性雜交后代。甲 離心密集接觸 （2n）有性雜交后代 優(yōu)良性狀的雜種 篩選 乙 （4） 通過篩選，選到優(yōu)良性狀的雜種（二） 準性雜交1. 準性生殖是在自然條件下，同種而不