工業(yè)微生物育種

1、工業(yè)微生物育種第1頁，共14頁，2022年，5月20日，19點31分，星期三1.1 誘發(fā)突變輻射與誘變（1）輻射：上下左右四面八方傳遞能量的過程？電離輻射：X射線、射線、射線、射線、等 離子、中子和質(zhì)子等非電離輻射：紫外線 和射線的穿透力很弱，故只能用“內(nèi)照射”。實際應用時，一般不用 射線，只用射線。射線常用輻射源是P32和S35，尤以P32使用較多 （2）電離輻射誘變途徑：物理作用化學作用生物學作 用。第2頁，共14頁，2022年，5月20日，19點31分，星期三（3）輻射劑量及表示方法 定義：單位質(zhì)量被照射的物質(zhì)所吸收的能量數(shù)值，稱為輻 射劑量。 射線和r射線：用“倫琴”（r）表示，即在1

2、克空氣中吸收83爾格（erg）輻射的能量。 中子：單位是“積分流量”。即每平方厘米的截面上通過的中子數(shù)（n/cm2）。 射線：用“微居里”表示。具體是每克物質(zhì)吸收多少“微居里”（cu）的放射性同位素。 微居里是放射強度單位，表示每秒鐘有3-7104個原子核發(fā)生蛻度。第3頁，共14頁，2022年，5月20日，19點31分，星期三（4）電離輻射致變的機理 照射原發(fā)電離次級電離基因分子結(jié)構(gòu)改組基因突變 基因突變的頻率與輻射劑量成正比，即劑量增加一倍，突變頻率增加一倍，但突變率不受輻射強度的影響。 輻射強度是指單位 時間內(nèi)照射的劑量數(shù)， 即劑量率，倘若照射劑 量不變，不管單位時間 內(nèi)所照射是多還是少，

3、 基因突變率總是保持一 致。第4頁，共14頁，2022年，5月20日，19點31分，星期三2.1突變的分子機理點突變1、點突變 概念：單堿基對置換，也稱點突變。 置換方式： 轉(zhuǎn)換：同一類堿基間的置換，如嘧啶被嘧啶置換； 顛換：不同類堿基間的置換，如嘧啶被嘌呤置換。第5頁，共14頁，2022年，5月20日，19點31分，星期三2、堿基置換的內(nèi)源機制 （1）5-甲基胞嘧啶（5 mC)的脫氨作用:人類基因組中70%90% 的5 mC發(fā)生在CpG二核苷酸中，而15%的CpG發(fā)生5 mG；這些甲基化的CpG一般是分散存在的，“CpG”島則一般為非甲基化的。第6頁，共14頁，2022年，5月20日，19點

4、31分，星期三 （2）DNA復制過程中出現(xiàn)差錯：復制過程中堿基錯配不能被錯誤 修復系統(tǒng)有效地校正，就會導致堿基對置換突變。第7頁，共14頁，2022年，5月20日，19點31分，星期三（3）滑移錯配：模板鏈上的堿基滑動脫出配對位置，使引物與模板鏈發(fā)生過渡性錯排，最后在復制時導致堿基的錯誤摻入?；棋e配在模板上同一堿基連續(xù)排列時更易發(fā)生。第8頁，共14頁，2022年，5月20日，19點31分，星期三 （4）脫氨基效應：亞硝酸可使腺嘌呤（A）脫去氨基成為次黃嘌呤（H）使胞嘧啶（C）脫去氨基成為尿嘧啶（U），使鳥嘌呤（G）脫去氨基成為黃嘌呤（I）。前兩個變化均導致堿基錯配：第9頁，共14頁，2022

5、年，5月20日，19點31分，星期三 （5）脫嘌呤效應：一些化學物質(zhì)（包括酶）可引起脫嘌呤作用， 如果不能有效的修復，由于模板鏈上沒有堿基，DNA聚合酶會錯誤地摻入堿基，則會導致堿基置換。腺嘌呤是最容易摻入的堿基。 （6）氧化性損傷堿基：氧自由基（如過氧化氫、羥基等）的氧化作用DNA，其主要產(chǎn)物是8羥鳥嘌呤，它可引起GT或 A C的顛換。 （7）紫外線損傷：紫外線可引起G A和C T的置換。另外紫 外線還可以引起嘧啶二聚體的形成而改變DNA的空間結(jié)構(gòu)。第10頁，共14頁，2022年，5月20日，19點31分，星期三2.1.2 移碼突變移碼突變：基因編碼序列中插進額外堿基或缺失應有堿基引起插入或

6、缺失點及后面編碼信息發(fā)生改變?？梢疱e義、無義及通讀等一系列突變。第11頁，共14頁，2022年，5月20日，19點31分，星期三 移碼突變：脫嘌呤、DNA嵌入劑的嵌入、以及DNA復制錯誤、輻 射等很多原因都可引起移碼突變。第12頁，共14頁，2022年，5月20日，19點31分，星期三2.1.3 基因內(nèi)外非編碼區(qū)的突變（1）內(nèi)含子突變（一般為中性突變） （1）突變破壞內(nèi)含調(diào)控元件時： （2）突變產(chǎn)生隱秘的剪接位點時： （3）突變剪接位點時：（2）非翻譯區(qū)域突變（一般為中性突變），但有時會通過影 響蛋白質(zhì)合成、RNA穩(wěn)定性或RNA轉(zhuǎn) 移來影響 轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)。2、調(diào)控元件突變（大部分是中性的）啟動子和增強子等調(diào)控 元件的突變可能會破壞或影響轉(zhuǎn)錄過程。第13頁，共14頁，2022年，5月20日，19點31分，星期三天冬氨酸谷氨酸棒狀桿菌突變株的代謝過程生