微生物的遺傳變異與菌種選育

微生物的遺傳變異與菌種選育第一頁，共九十七頁，2022年，8月28日遺傳(inheritance)和變異(variation)是生物體的最本質(zhì)的屬性之一

遺傳與變異的概念遺傳：親代將自身一整套遺傳因子傳遞給下一代的行為和功能.變異：生物體的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和數(shù)量的改變，在群體中以極低的幾率（10-5~10-6）出現(xiàn)，性狀變化幅度大；新性狀穩(wěn)定、可遺傳。遺傳型（genotype）：一個生物體所含有的基因的總和。表型（phenotype）：一個生物體所具有的一切外表特征和內(nèi)在特性的總和。遺傳型+環(huán)境條件代謝發(fā)育表型第二頁，共九十七頁，2022年，8月28日變異的特點(diǎn)：

在群體中以極低的幾率（一般為10-5~10-10）出現(xiàn)；性狀變化的幅度大；變化后的新性狀是穩(wěn)定的、可遺傳的；指不涉及遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變而只發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平上的表型變化。飾變飾變的特點(diǎn)：整個群體中的幾乎每一個體都發(fā)生同樣變化；性狀變化的幅度??；因遺傳物質(zhì)不變，故飾變是不遺傳的；第三頁，共九十七頁，2022年，8月28日由于微生物有一系列非常獨(dú)特的生物學(xué)特性，因而在研究現(xiàn)代遺傳學(xué)和其他許多重要的生物學(xué)基本理論問題中，微生物是最熱衷的的研究對象。這些生物特性包括：

個體的體制極其簡單；營養(yǎng)體一般是單倍體；易于在成分簡單的組合培養(yǎng)基上大量生長繁殖；繁殖速度快；易于積累不同的中間代謝物或終代謝物；菌落形態(tài)特征的可見性與多樣性；環(huán)境條件對微生物群體中各個體作用的直接性和均一性；易于形成營養(yǎng)缺陷型；各種微生物一般都有相應(yīng)的病毒；存在多種處于進(jìn)化過程中的原始有性生殖方式等；第四頁，共九十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)圍繞遺傳變異有無物質(zhì)基礎(chǔ)以及何種物質(zhì)可承擔(dān)遺傳變異功能的問題，曾有過種種推測和爭論。1883~1889年間，Weissmann提出種質(zhì)連續(xù)理論，認(rèn)為遺傳物質(zhì)是一種具有特定分子結(jié)構(gòu)的化合物。本世紀(jì)初，發(fā)現(xiàn)了染色體并提出了基因?qū)W說，使遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的范圍縮小到染色體上，并證明染色體是由核酸和蛋白質(zhì)組成的。第五頁，共九十七頁，2022年，8月28日一、證明核酸是遺傳變異物質(zhì)基礎(chǔ)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：1944年以后，利用微生物為實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行的三個著名實(shí)驗(yàn)（肺炎球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)、噬菌體感染試驗(yàn)、病毒的拆開與重建試驗(yàn)）1944年后，連續(xù)利用微生物這一有利的實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行了3個著名的實(shí)驗(yàn)，并證實(shí)核酸尤其是DNA才是遺傳變異的真正物質(zhì)基礎(chǔ)。（一）經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（transformation）：格里菲斯，研究對象：Streptococcuspneumoniae（肺炎雙球菌）S型菌株：有致病性，菌落表面光滑，有莢膜R型菌株：無致病性，菌落表面粗糙，無莢膜第六頁，共九十七頁，2022年，8月28日分別用降解DNA、RNA、蛋白質(zhì)的酶作用于有毒的S型菌細(xì)胞抽提物第七頁，共九十七頁，2022年，8月28日只有DNA被酶降解破壞的抽提物無轉(zhuǎn)化活性DNA是轉(zhuǎn)化所必需的轉(zhuǎn)化因子Avery在四十年代以更精密的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)重復(fù)了以上實(shí)驗(yàn)只有S型細(xì)菌的DNA才能將S.Pneumoniae的R型轉(zhuǎn)化為S型。且DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率也越高。說明S型菌株轉(zhuǎn)移給R型菌株的，是遺傳因子。第八頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）噬菌體感染實(shí)驗(yàn)A.D.Hershey和M.Chase，1952年首先，他們將E.coli培養(yǎng)在以放射性32PO43-或35SO42-作為磷源或硫源的組合培養(yǎng)基中。結(jié)果，可以獲得含32P-DNA（噬菌體核心）的噬菌體或含35S-蛋白質(zhì)（噬菌體外殼）的兩種實(shí)驗(yàn)用噬菌體。接著，他們作了以下兩組實(shí)驗(yàn)：

第九頁，共九十七頁，2022年，8月28日（1）含32P-DNA的一組：放射性85%在沉淀中（2）含35S-蛋白質(zhì)的一組：放射性75%在上清液中所以，進(jìn)入細(xì)胞的是噬菌體的核酸而不是蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)有力證明，在其DNA中，含有包括合成蛋白質(zhì)外殼在內(nèi)的整套遺傳信息。第十頁，共九十七頁，2022年，8月28日（三）植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)為了證明核酸是遺傳物質(zhì)，H.Fraenkel-Conrat（1956）用含RNA的煙草花葉病毒（TMV）進(jìn)行了著名的植物病毒重建實(shí)驗(yàn)。將TMV在一定濃度的苯酚溶液中振蕩，就能將其蛋白質(zhì)外殼與RNA核心相分離。分離后的RNA在沒有蛋白質(zhì)包裹的情況下，也能感染煙草并使其患典型癥狀，而且在病斑中還能分離出正常病毒粒子。第十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日生化提取分別獲得含RNA的煙草花葉病毒蛋白質(zhì)外殼（病毒1）和核酸（病毒2）抗血清處理，證明雜種病毒的蛋白質(zhì)外殼來自病毒1，而非病毒2雜種病毒的后代蛋白質(zhì)外殼表現(xiàn)為病毒2，而非病毒1遺傳物質(zhì)是核酸（RNA）而非蛋白質(zhì)至此，一個共同的結(jié)論已確信無疑了：只有核酸才是負(fù)荷遺傳信息的真正物質(zhì)基礎(chǔ)。第十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日這里從三個不同角度來討論遺傳物質(zhì)在細(xì)胞中存在形式。二、遺傳物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的存在部位和方式

（一）細(xì)胞水平從細(xì)胞水平看，不論是真核微生物還是原核微生物，它們的大部分或幾乎全部DNA都集中在細(xì)胞核或核質(zhì)體中。第十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）細(xì)胞核水平真核生物的細(xì)胞核有核膜包裹，形成有固定形態(tài)的真核，核內(nèi)的DNA與組蛋白結(jié)合在一起，形成在光學(xué)顯微鏡下可見的染色體即基因組；而原核生物的細(xì)胞核沒有核膜包裹，呈松散無定形的核質(zhì)體狀態(tài)存在，這種核基因的DNA不與任何蛋白質(zhì)相結(jié)合。第十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日現(xiàn)將微生物核外染色體的種類歸納如下：遺傳物質(zhì)類型核染色體（核基因組）核外染色體（廣義質(zhì)粒）原核生物的真核生物的真核生物的“質(zhì)粒”原核生物的質(zhì)粒細(xì)胞質(zhì)基因（質(zhì)體）共生生物：卡巴顆粒酵母菌的2m質(zhì)粒線粒體葉綠體中心體動體F因子R因子Col質(zhì)粒Ti質(zhì)粒巨大質(zhì)粒降解性質(zhì)粒第十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日（三）分子水平1、從核酸大分子水平來看，絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有部分病毒的遺傳物質(zhì)才是RNA。2、在生物體內(nèi)，一切具有自主復(fù)制能力的遺傳功能單位，都可稱為基因?；虻奈镔|(zhì)基礎(chǔ)是一個有特定核苷酸順序的核酸片段。

啟動基因

操縱子

操縱基因

基因調(diào)控系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)基因

調(diào)節(jié)基因第十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日3、遺傳密碼就是指DNA鏈上各個核苷酸的特定排列順序；每個密碼子是由三個核苷酸順序所決定的，它是負(fù)載遺傳信息的基本單位。

把DNA上的遺傳信息轉(zhuǎn)移到mRNA分子上去，形成一條與DNA堿基順序互補(bǔ)的mRNA，這個過程叫做轉(zhuǎn)錄。第十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)微生物的基因突變基因突變（genemutation）簡稱突變，是變異的一種，指生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或數(shù)量突然發(fā)生的可遺傳的變化。突變率常在10-8~10-9范圍內(nèi)。第十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日（一）基因突變的類型突變株的表型選擇性突變株非選擇性突變株?duì)I養(yǎng)缺陷型抗性突變型條件致死突變型形態(tài)突變型抗原突變型產(chǎn)量突變型第十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日（1）形態(tài)突變型（morphologicalmutant）

指由于突變而產(chǎn)生的個體或菌落形態(tài)所發(fā)生的非選擇性變異。特點(diǎn)：非選擇性突變突變株和野生型菌株均可生長，但可從形態(tài)特征上進(jìn)行區(qū)分。舉例：產(chǎn)蛋白酶缺陷突變株的篩選第二十頁，共九十七頁，2022年，8月28日舉例：菌落顏色變化β半乳糖苷酶基因的插入失活，使重組子菌落為白色而與蘭色的非重組子分開。形成芽孢缺陷菌株細(xì)胞水平上的形態(tài)突變，突變株的檢出更加困難。第二十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日（2）條件致死突變型（conditionallethalmutant）某菌株或病毒經(jīng)基因突變后，在某一條件下可正常地生長、繁殖并實(shí)現(xiàn)其表型，而在另一條件下卻無法生長、繁殖的突變類型。常用的條件致死突變是溫度敏感突變，用ts（temperaturesensitive）表示，這類突變在高溫下（如42℃）是致死的，但可以在低溫（如25-30℃）下得到這種突變。特點(diǎn)：負(fù)選擇標(biāo)記這類突變型常被用來分離生長繁殖必需的突變基因第二十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日（3）營養(yǎng)缺陷突變型（auxotroph）一種缺乏合成其生存所必須的營養(yǎng)物（包括氨基酸、維生素、堿基等）的突變型，只有從周圍環(huán)境或培養(yǎng)基中獲得這些營養(yǎng)或其前體物（precursor）才能生長。表型判斷的標(biāo)準(zhǔn)在基本培養(yǎng)基上能否生長營養(yǎng)缺陷型是微生物遺傳學(xué)研究中重要的選擇標(biāo)記和育種的重要手段。第二十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日特點(diǎn)：在選擇培養(yǎng)基（一般為基本培養(yǎng)基）上不生長。負(fù)選擇標(biāo)記突變株不能通過選擇平板直接獲得第二十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日影印平板（Replicaplating）法是Lederberg夫婦在1952年建立。第二十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日（4）抗性突變型（resistantmutant）

由于基因突變而使原始菌株產(chǎn)生了對某種化學(xué)藥物或致死物理因子抗性的變異類性。它們可在加有相應(yīng)藥物或用相應(yīng)物理因子處理的培養(yǎng)基平板上選出?？剐酝蛔冃推毡榇嬖?，例如對各種抗生素的抗藥性菌株等。第二十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日（5）抗原突變型（antigenicmutant）

指由于基因突變而引起的抗原結(jié)構(gòu)發(fā)生的變異類型。具體類型很多，包括細(xì)胞壁缺陷變異、莢膜變異或鞭毛變異等。（6）產(chǎn)量突變型

通過基因突變而獲得的在有用代謝產(chǎn)物上高于原始菌株的突變株。這類突變在生產(chǎn)實(shí)踐上異常重要。第二十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日突變類型突變株的表型成因 檢出方法營養(yǎng)缺陷型因突變而喪失合成一補(bǔ)充培養(yǎng)基（auxotroph）種或幾種生長因子的 能力不能在基本培養(yǎng) 基上生長突變株抗性突變型因突變而產(chǎn)生了對某藥物培養(yǎng)基（resistantmutant）種化學(xué)藥物或致死 物理因子的抗性條件致死突變型突變后在某種條件下培養(yǎng)條件改變（conditional

可正常生長、繁殖并lethalmutant）實(shí)現(xiàn)其表型，而在另 一條件下卻無法生長 繁殖的突變型第二十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日突變株的表型 成因檢出方法形態(tài)突變型因突變而產(chǎn)生的個體 形態(tài)Morphologycal或菌落形態(tài)的非選擇（常用顏色變化）

mutant 性變異 抗原突變型因突變而引起的抗原借助于抗原antigenic結(jié)構(gòu)發(fā)生改變抗體反應(yīng)mutant 產(chǎn)量突變型因突變而獲得的在有測定產(chǎn)量或highproducing用代謝物產(chǎn)量上高于其它mutant 原始菌株的突變株

其它突變型：毒力、糖發(fā)酵能力、代謝產(chǎn)物等 第二十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日

二、基因突變的特點(diǎn)

適用于整個生物界，以細(xì)菌的抗藥性為例。

1.不對應(yīng)性：突變的性狀與突變原因之間無直接的對應(yīng)關(guān)系。

（變量試驗(yàn)、涂布試驗(yàn)、平板影印培養(yǎng)試驗(yàn)）

2.自發(fā)性：突變可以在沒有人為誘變因素處理下自發(fā)地產(chǎn)生。

3.稀有性：突變率低且穩(wěn)定。

4.獨(dú)立性：各種突變獨(dú)立發(fā)生，不會互相影響。

5.可誘發(fā)性：誘變劑可提高突變率。

6.穩(wěn)定性：變異性狀穩(wěn)定可遺傳。

7.可逆性：原始的野生基因到變異株的突變稱為正向突變（forwardmutation），相反的過程則稱為回復(fù)突變或回變（backmutation或reversemutation）。第三十頁，共九十七頁，2022年，8月28日三、基因突變的機(jī)制

基因突變的原因是多種多樣的，它可以是自發(fā)的或誘發(fā)的，各種具體類型概括如下：突變

堿基置換（轉(zhuǎn)換、顛換）點(diǎn)突變移碼突變（缺失、添加）誘變畸變：缺失、添加、易位、倒位

自發(fā)突變第三十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日（一）、誘發(fā)突變機(jī)制

置換轉(zhuǎn)換：DNA鏈中的一個嘌呤被另一個嘌呤或是一個嘧啶被另一個嘧啶所置換。顛換：一個嘌呤被另一個嘧啶或是一個嘧啶被另一個嘌呤所置換。

誘變劑：凡能提高突變率的任何理化因子，誘變劑的種類很多，作用方式多樣。即使是同一種誘變劑，也常有不同的作用方式。

1、堿基的置換

它只涉及一對堿基被另一對堿基所置換。第三十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日對某一具體誘變劑來說，可同時引起轉(zhuǎn)換與顛換，也可只具其中的一種功能。根據(jù)化學(xué)誘變劑是直接還是間接地引起置換，可把置換的機(jī)制分成以下兩類來討論。（1）直接引起置換的誘變劑一類可直接與核酸的堿基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的誘變劑，例如亞硝酸、羥胺和各種烷化劑（硫酸二乙酯，甲基磺酸乙酯，N-甲基-N’硝基-N-亞硝基胍，N-甲基-N-亞硝基脲，乙烯亞胺，環(huán)氧乙酸，氮芥等）。它們可與一個或幾個核苷酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而引起DNA復(fù)制時堿基配對的轉(zhuǎn)換，并進(jìn)一步使微生物發(fā)生變異。在這些誘變劑中，除羥胺只引起G：C→A：T外，其余都是可使G：CA：T發(fā)生互變的。能引起顛換的誘變劑很少，只是部分烷化劑才有。

第三十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日（2）間接引起置換的誘變劑

引起這類變異的誘變劑都是一些堿基類似物，如5-溴尿嘧啶（5-BU）、5-氨基尿嘧啶（5-AU）、8-氮鳥嘌呤（8-NG）、2-氨基嘌呤（2-AP）和6-氯嘌呤（6-CP）等。它們的作用是通過細(xì)胞的代謝活動摻入到DNA分子中后而引起堿基置換，故是間接的。現(xiàn)以5-BU為例來加以說明。

5-BU是T的代謝類似物。當(dāng)把某一微生物培養(yǎng)在含5-BU的培養(yǎng)液中時，細(xì)胞中有一部分新合成的DNA的T就被5-BU所取代。5-BU一般以酮式狀態(tài)存在于DNA中，因而仍可正常地與A配對，這時并未發(fā)生堿基對的轉(zhuǎn)換。有時5-BU會以烯醇式狀態(tài)出現(xiàn)在DNA中，于是當(dāng)DNA進(jìn)行復(fù)制時，在其相對位置上出現(xiàn)的就是G，而不是原來的A，因而引起了堿基對從原來的A︰T變至G┇C的轉(zhuǎn)換。第三十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日2、移碼突變移碼突變（frame-shiftmutation）指誘變劑使DNA分子中的一個或少數(shù)幾個核苷酸的增添（插入）或缺失，從而使該部位后面的全部遺傳密碼發(fā)生轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯錯誤的一類突變。由移碼突變所產(chǎn)生的突變株，稱為移碼突變株（frameshiftmutant）。與染色體畸變相比，移碼突變也只能算是DNA分子的微小損傷。

丫啶類染料，如丫啶黃、丫啶橙和α-氨基丫啶等，都是移碼突變的有效誘變劑。第三十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日丫啶類化合物的誘變機(jī)制至今還不很清楚。有人認(rèn)為，由于它們是一種平面型三環(huán)分子，結(jié)構(gòu)與一個嘌呤–嘧啶對十分相似，故能嵌入兩個相鄰DNA堿基對之間，造成雙螺旋的部分解開（兩個堿基對原來相距0.34nm，當(dāng)嵌入一個丫啶分子時，就變成0.68nm），從而在DNA復(fù)制過程中，會使鏈上增添或缺失一個堿基，結(jié)果就引起了移碼突變。第三十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日3、染色體畸變（chromosomalaberration）

某些理化因子，如X射線等的輻射及烷化劑、亞硝酸等，除了能引起點(diǎn)突變外，還會引起DNA的大損傷（macrolesion）——染色體畸變，包括以下兩個方面：染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、易位和倒位染色體數(shù)目的變化。第三十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日染色體結(jié)構(gòu)上的變化染色體內(nèi)畸變：只涉及一條染色體上的變化，如發(fā)生染色體的部分缺失或重復(fù)時，其結(jié)果可造成基因的減少或增加；又如發(fā)生倒位或易位時，則可造成基因排列順序的改變，但數(shù)目卻不改變。倒位是指斷裂下來的DNA片段旋轉(zhuǎn)180°后，重新插入到原來染色體的位置上；易位則指斷裂下來的一小段染色體再順向或逆向地插入到同一條染色體的其它部位上。染色體間畸變：則指非同源染色體間的易位。第三十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日紫外線對DNA的損傷及其修復(fù)1、光復(fù)活作用

把經(jīng)紫外線照射后的微生物立即暴露于可見光下時，可明顯降低其死亡率的現(xiàn)象。

2、暗修復(fù)作用

也稱切除修復(fù)作用，是活細(xì)胞內(nèi)一種用于修復(fù)被紫外線等誘變劑損傷后的DNA的機(jī)制。第三十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）自發(fā)突變機(jī)制自發(fā)突變是指在沒有人工參與的情況下生物體自然發(fā)生的突變幾種自發(fā)突變的可能機(jī)制背景輻射和環(huán)境因素的影響：由于一些原因不詳?shù)牡蛣┝空T變因素的長期總和誘變效應(yīng)。如各種短波輻射或高溫誘變效應(yīng)，以及自然界中普遍存在的一些低濃度的誘變物質(zhì)（在微環(huán)境中有時也可能是高濃度）的作用等。第四十頁，共九十七頁，2022年，8月28日微生物自身有害代謝產(chǎn)物的誘變效應(yīng)：過氧化氫對Neurospora有誘變作用，在許多微生物的陳舊培養(yǎng)物中易出現(xiàn)自發(fā)突變株，可能也是同樣的原因。氨基的互變異構(gòu)效應(yīng)：T和G會以酮式或烯醇式兩種互變異構(gòu)的狀態(tài)出現(xiàn)，而C和A則會以氨基式或亞氨基式兩種互變異構(gòu)的狀態(tài)出現(xiàn)。環(huán)出效應(yīng)：在DNA的復(fù)制過程中，某一單鏈上偶然產(chǎn)生一個小環(huán)，則會因其上的基因越過復(fù)制而發(fā)生遺傳缺失。幾種自發(fā)突變的可能機(jī)制第四十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)微生物的基因重組基因重組（generecombination）：凡把兩個不同性狀個體內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移到一起，經(jīng)過遺傳分子間的重新組合，形成新遺傳型個體的方式。重組可使生物體在未發(fā)生突變的情況下，也能產(chǎn)生新遺傳型的個體。重組是分子水平上的一個概念，而一般所說的雜交（hybridization）則是細(xì)胞水平上的一個概念。雜交中必然包含著重組，而重組則不限于雜交這一形式。真核微生物中的有性雜交、準(zhǔn)性雜交等；原核生物中的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合和原生質(zhì)體融合等都是基因重組在細(xì)胞水平上的反映。第四十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日

基因重組的意義基因重組是雜交育種的理論基礎(chǔ)。雜交育種的優(yōu)點(diǎn)：①由于雜交育種選用了已知性狀的供體菌和受體菌作為親本，故在方向性和自覺性方面，均比誘變育種前進(jìn)了一大步。②利用雜交育種可以消除某一菌株在經(jīng)過長期誘變處理后所出現(xiàn)的產(chǎn)量上升緩慢的現(xiàn)象雜交育種的缺點(diǎn)：雜交育種的方法較復(fù)雜，目前還沒有得到普遍的推廣和使用，尤其在原核生物的領(lǐng)域中，應(yīng)用轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)或接合等重組技術(shù)來培育可應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐上的高產(chǎn)菌株的例子還不多見。到了70年代后期，由于原生質(zhì)體融合技術(shù)獲得巨大的成功后，才使重組育種技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展。第四十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日一、原核微生物的基因重組

轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)導(dǎo)接合溶原性轉(zhuǎn)變基因重組的方式第四十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日（一）轉(zhuǎn)化（transformation）轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)化作用：受體菌（recipient或receptor）直接吸收了來自供體菌（donor）的DNA片段，通過交換整合到自己的基因組中，從而獲得部分新的遺傳型狀的現(xiàn)象。接受了供體菌DNA的受體菌稱為轉(zhuǎn)化子（transformant）。范圍：原核生物中，轉(zhuǎn)化是一個較普遍的現(xiàn)象。若干放線菌和藍(lán)細(xì)菌及少數(shù)真核微生物也有轉(zhuǎn)化報道。轉(zhuǎn)化發(fā)生的條件兩個菌種或菌株之間能否發(fā)生轉(zhuǎn)化，與它們在進(jìn)化過程中的親緣關(guān)系有著密切的關(guān)系。但即使在轉(zhuǎn)化率極高的那些種中，其不同菌株間也不一定都可發(fā)生轉(zhuǎn)化。進(jìn)行轉(zhuǎn)化的受體細(xì)胞必須處于感受態(tài)（competence），亦即受體細(xì)胞最易接受外源DNA片段并實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。也可以采用人工的方法使細(xì)菌轉(zhuǎn)變成感受態(tài)。第四十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日枯草芽孢桿菌的自然轉(zhuǎn)化過程（革蘭氏陽性菌的轉(zhuǎn)化模型）第四十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日具體轉(zhuǎn)化過程如下：

先從供體菌提取DNA片段，接著DNA片段與感受態(tài)受體菌的細(xì)胞表面特定位點(diǎn)結(jié)合，在結(jié)合位點(diǎn)上，DNA片段中的一條單鏈逐步降解為核苷酸和無機(jī)磷酸而解體，另一條鏈進(jìn)入受體細(xì)胞，這是一個消耗能量的過程；進(jìn)入受體細(xì)胞的DNA單鏈與受體菌染色體組上同源區(qū)段配對，而受體菌染色體組的相應(yīng)單鏈片段被切除，并被進(jìn)入受體細(xì)胞的單鏈DNA所取代，隨后修復(fù)合成，連接成部分雜合雙鏈；然后受體菌染色體進(jìn)行復(fù)制，其中雜合區(qū)段被分離成2個，一個類似供體菌，另一個類似受體菌；當(dāng)細(xì)胞分裂時，此染色體發(fā)生分離，形成一個轉(zhuǎn)化子；第四十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日影響轉(zhuǎn)化效率的因素：

受體細(xì)胞的感受態(tài)，它決定轉(zhuǎn)化因子能否被吸收進(jìn)入受體細(xì)胞；受體細(xì)胞的限制酶系統(tǒng)和其他核酸酶，它們決定轉(zhuǎn)化因子在整合前是否被分解；受體和供體染色體的同源性，它決定轉(zhuǎn)化因子的整合；第四十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)

通過完全缺陷或部分缺陷噬菌體的媒介，把供體細(xì)胞的DNA小片段攜帶到受體細(xì)胞中，通過交換和整合，從而使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)。獲得新遺傳性狀的受體細(xì)胞，就稱轉(zhuǎn)導(dǎo)子。細(xì)菌轉(zhuǎn)導(dǎo)的二種類型普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)第四十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日1、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)

通過完全缺陷噬菌體對供體菌任何DNA小片段的“誤包”而實(shí)現(xiàn)其遺傳性狀傳遞至受體菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象，稱為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。第五十頁，共九十七頁，2022年，8月28日普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本要求：形成轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒的噬菌體可以是溫和的也可以是烈性的，但必須具有能偶爾識別宿主DNA的包裝機(jī)制并在宿主基因組完全降解以前進(jìn)行包裝。第五十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)的三種后果：特點(diǎn)：在選擇培養(yǎng)基平板上形成微小菌落轉(zhuǎn)導(dǎo)DNA不能進(jìn)行重組和復(fù)制，但其攜帶的基因可經(jīng)過轉(zhuǎn)錄而得到表達(dá)。流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)（abortivetransduction）進(jìn)入受體的外源DNA通過與細(xì)胞染色體的重組交換而形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導(dǎo)子。外源DNA被降解，轉(zhuǎn)導(dǎo)失敗。第五十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日2、局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（specializedtransduction）

指通過部分缺陷的溫和噬菌體把供體菌的少數(shù)特定基因攜帶到受體菌中，并獲得表達(dá)的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。特點(diǎn)：

只能轉(zhuǎn)導(dǎo)供體菌的個別特定基因；該特定基因由部分缺陷的噬菌體攜帶；缺陷噬菌體是由于其在形成過程中所發(fā)生的低頻率“誤切”，或由于雙重溶原菌的裂解而形成，而后一情況下可以形成50%缺陷噬菌體；第五十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日溫和噬菌體感染整合到細(xì)菌染色體的特定位點(diǎn)上宿主細(xì)胞發(fā)生溶源化溶源菌因誘導(dǎo)而發(fā)生裂解時，在前噬菌體二側(cè)的少數(shù)宿主基因因偶爾發(fā)生的不正常切割而連在噬菌體DNA上。部分缺陷的溫和噬菌體把供體菌的少數(shù)特定基因轉(zhuǎn)移到受體菌中把供體菌的少數(shù)特定基因轉(zhuǎn)移到受體菌中第五十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)與普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要區(qū)別：a）被轉(zhuǎn)導(dǎo)的基因共價地與噬菌體DNA連接，與噬菌體DNA一起進(jìn)行復(fù)制、包裝以及被導(dǎo)入受體細(xì)胞中。而普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)包裝的可能全部是宿主菌的基因。b）局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒攜帶特定的染色體片段并將固定的個別基因?qū)胧荏w，故稱為局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)。而普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)攜帶的宿主基因具有隨機(jī)性。第五十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日（三）接合(conjugation)

供體菌通過其性菌毛與受體菌相接觸，前者傳遞不同長度的單鏈DNA給后者，并在后者細(xì)胞中進(jìn)行雙鏈化或進(jìn)一步與核染色體發(fā)生交換、整合，從而使后者獲得供體菌的遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為接合。通過接合而獲得新性狀的受體細(xì)胞，就是接合子。在細(xì)菌和放線菌中都存在著接合現(xiàn)象。第五十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日接合作用是由一種被稱為F因子的質(zhì)粒介導(dǎo)F因子的分子量通常為5×107，上面有編碼細(xì)菌產(chǎn)生性菌毛（sexpili）及控制接合過程進(jìn)行的20多個基因。在細(xì)菌中，接合現(xiàn)象研究得最清楚的是大腸桿菌的接合含有F因子的細(xì)胞：“雄性”菌株（F+

、Hfr、F′

），其細(xì)胞表面有性菌毛不含F(xiàn)因子的細(xì)胞：“雌性”菌株（F-），細(xì)胞表面沒有性菌毛第五十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日根據(jù)細(xì)胞中是否存在F因子以及其存在方式的不同，可分為四種細(xì)胞形式：第五十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日（1）F+×F-雜交F+菌株的F因子向F-細(xì)胞轉(zhuǎn)移，但含F(xiàn)因子的宿主細(xì)胞的染色體DNA一般不被轉(zhuǎn)移。雜交的結(jié)果：給體細(xì)胞和受體細(xì)胞均成為F+細(xì)胞理化因子的處理可將F因子消除而使F+菌株變成F-菌株第五十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日（2）Hfr×F-雜交Hfr菌株的F因子插入到染色體DNA上，因此只要發(fā)生接合轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移過程，就可以把部分甚至全部細(xì)菌染色體傳遞給F-細(xì)胞并發(fā)生重組，由此而得名為高頻重組菌株。Hfr菌株仍然保持著F+細(xì)胞的特征，具有F性菌毛，并象F+一樣與F-細(xì)胞進(jìn)行接合。所不同的是，當(dāng)OriT序列被缺刻螺旋酶識別而產(chǎn)生缺口后，F(xiàn)因子的先導(dǎo)區(qū)(leadingregion)結(jié)合著染色體DNA向受體細(xì)胞轉(zhuǎn)移，F(xiàn)因子除先導(dǎo)區(qū)以外，其余絕大部分是處于轉(zhuǎn)移染色體的末端，由于轉(zhuǎn)移過程常被中斷，因此F因子不易轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中，故Hfr×F-雜交后的受體細(xì)胞(或接合子)大多數(shù)仍然是F-。第六十頁，共九十七頁，2022年，8月28日染色體上越靠近F因子的先導(dǎo)區(qū)的基因，進(jìn)入的機(jī)會就越多，在F-中出現(xiàn)重組子的的時間就越早，頻率也高。F因子不易轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中，故Hfr×F-雜交后的受體細(xì)胞（或稱接合子）大多數(shù)仍然是F-。第六十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日（3）F′×F-雜交Hfr菌株內(nèi)的F因子因不正常切割而脫離染色體時，形成游離的但攜帶一小段染色體基因的F因子，特稱為F′因子。細(xì)胞基因的這種轉(zhuǎn)移過程又常稱為性導(dǎo)、F因子轉(zhuǎn)導(dǎo)，或F因子媒介的轉(zhuǎn)導(dǎo)。F′×F-與F+×F-的不同：給體的部分染色體基因隨F′一起轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞a）與染色體發(fā)生重組；b）繼續(xù)存在于F′因子上，形成一種部分二倍體；第六十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日（四）溶原性轉(zhuǎn)變（lysogenicconversion）：一個與轉(zhuǎn)導(dǎo)相似又不同的現(xiàn)象當(dāng)溫和噬菌體感染其宿主而使其發(fā)生溶原化時，因噬菌體的基因整合到宿主的核基因組上，而使后者獲得了除免疫性以外的新性狀的現(xiàn)象。第六十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日溶源轉(zhuǎn)變與轉(zhuǎn)導(dǎo)的不同？a）不攜帶任何供體菌的基因；b）這種噬菌體是完整的，而不是缺陷的；c）獲得新性狀的是溶原化的宿主細(xì)胞，而不是轉(zhuǎn)導(dǎo)子；d）獲得的性狀可隨噬菌體的消失而同時消失；第六十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日二.真核微生物的基因重組在真核微生物中，基因重組主要有有性雜交、準(zhǔn)性雜交、原生質(zhì)體融合和轉(zhuǎn)化等形式。

（一）有性雜交

有性雜交，一般指性細(xì)胞間的結(jié)合和隨之發(fā)生的染色體重組，并產(chǎn)生新遺傳型后代的一種育種技術(shù)。凡是能產(chǎn)生有性孢子的酵母菌和霉菌，都能進(jìn)行有性雜交。

第六十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日生產(chǎn)實(shí)踐上利用有性雜交培育優(yōu)良品種的例子很多，例如，把用于酒精發(fā)酵的酵母和用于面包發(fā)酵的酵母兩者雜交，就得到了既能生產(chǎn)酒精，有對麥芽糖和葡萄糖有很強(qiáng)發(fā)酵能力的新菌株。（一）有性雜交第六十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）準(zhǔn)性生殖準(zhǔn)性生殖是一種類似于有性生殖，但比它更為原始的一種生殖方式，它可使同種生物兩個不同菌株的體細(xì)胞發(fā)生融合，且不以減數(shù)分裂的方式而導(dǎo)致低頻率的基因重組并產(chǎn)生重組子。

準(zhǔn)性生殖常見于某些真菌，尤其是半知菌中。其主要過程為：

（1）菌絲聯(lián)結(jié)（2）形成異核體（3）核融合或核配（4）體細(xì)胞交換和單倍體化第六十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日第四節(jié)微生物的菌種選育

在應(yīng)用微生物加工制造和發(fā)酵生產(chǎn)各種食品及其代謝產(chǎn)物時，圍繞菌種的工作，需解決四個方面的問題：1。挑選符合生產(chǎn)要求的菌種——選種；2。改良已有菌種的生產(chǎn)性能——育種；3。避免菌種的死亡和生產(chǎn)性能的下降——菌種保藏；4。菌種生產(chǎn)性能的恢復(fù)——菌種復(fù)壯。第六十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日一.從自然界中分離篩選菌種的方法步驟步驟主要有采樣——增殖培養(yǎng)——純種分離——性能測定四步。（一）采樣要根據(jù)選菌的目的、微生物的分布狀況及菌種的特征與外界環(huán)境的關(guān)系來選擇采樣的地點(diǎn)。采樣方法：選好地點(diǎn)后—用小鏟子除去表層土—取離地面5-15厘米的土壤幾十克—盛入預(yù)先消毒過的牛皮紙袋中，扎好—記錄采樣的地點(diǎn)、時間及環(huán)境情況等。第六十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）增殖培養(yǎng)又叫富集培養(yǎng)法——目的是增加所需的微生物數(shù)量。方法：增加待分離微生物特定的養(yǎng)分和控制一定的培養(yǎng)條件—使所需菌快速增長。（P149表6-2）第七十頁，共九十七頁，2022年，8月28日（三）純種分離

稀釋平皿分離法常用的純種分離法有平皿劃線分離法組織分離法1。稀釋分離法：將樣品進(jìn)行適當(dāng)稀釋，然后將稀釋液涂布接種于培養(yǎng)基平板上，進(jìn)行培養(yǎng)，長出獨(dú)立的單個菌落，進(jìn)行挑選分離。第七十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日（三）純種分離2。平板劃線分離法：1）涂菌：將接種環(huán)上的菌均勻的涂布在平板的邊緣，使菌細(xì)胞個體彼此分開。2）劃線分離分步劃線法：適合于初級實(shí)驗(yàn)室工作人員一次劃線法：從涂菌部位起，一次性連續(xù)劃蛇形線。線劃得越密越好，但來回線不能重疊。確保培養(yǎng)出單個菌落3。組織分離法：主要是食用菌菌種的分離，以食用菌的子實(shí)體等作材料進(jìn)行分離的方法。第七十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日（四）純培養(yǎng)是將分離到的目的菌種接種到試管斜面上，培養(yǎng)擴(kuò)大的培養(yǎng)方法。（需先經(jīng)形態(tài)鑒定）（五）生產(chǎn)性能測定分離到的菌種是否具有生產(chǎn)上的使用價值，必須要進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)性能的測定，而后才能決定取舍。一般均須經(jīng)過多次重復(fù)篩選，并進(jìn)行發(fā)酵條件的優(yōu)化才能滿足生產(chǎn)上的需要。第七十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日二、微生物的誘變育種誘變育種：利用物理或化學(xué)誘變劑處理均勻而分散的微生物細(xì)胞群，促進(jìn)其突變率顯著提高，然后采用簡便、快速和高效的篩選方法，從中挑選少數(shù)符合育種目的的突變株，以供生產(chǎn)實(shí)踐或科學(xué)研究之用。

誘變育種具有極其重要的實(shí)踐意義。當(dāng)前發(fā)酵工業(yè)和其他微生物生產(chǎn)部門所使用的高產(chǎn)菌株，幾乎毫無例外地都是通過誘變育種而明顯提高其生產(chǎn)性能的。第七十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日（一）、誘變育種的一般步驟和方法誘變絕大多數(shù)個體死亡少數(shù)存活多數(shù)未變少數(shù)突變多數(shù)負(fù)變少數(shù)正變多數(shù)幅度小少數(shù)幅度大多數(shù)不宜投產(chǎn)少數(shù)適宜投產(chǎn)

存活率

突變率

正變率“高產(chǎn)率”“投產(chǎn)率”

出發(fā)菌株單細(xì)胞懸液可計(jì)算：第七十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日誘變育種工作中應(yīng)考慮的幾個原則 1）挑選優(yōu)良的出發(fā)菌株（originalstrain）選用出發(fā)菌株的一般原則：①最好是經(jīng)過生產(chǎn)中選育過的自發(fā)變異菌株；②采用具有優(yōu)良性狀的菌株，如生長速度快、營養(yǎng)要求低以及產(chǎn)孢子早而多的菌株③選擇已發(fā)生其他變異的菌株作為出發(fā)菌株；④細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)稱為增變菌株的變異菌株，更適宜作出發(fā)菌株；⑤在選擇產(chǎn)核苷酸或氨基酸的出發(fā)菌株時，最好考慮至少能累積少量所需產(chǎn)物或其前體的菌株，而在選擇產(chǎn)抗生素的出發(fā)菌株時，最好選擇已通過幾次誘變并發(fā)現(xiàn)每次的效價都有一定程度提高的菌株作為出發(fā)菌株。第七十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日2）處理單孢子（或單細(xì)胞）懸液對單細(xì)胞微生物必須處理單細(xì)胞、均勻懸液的原因分散狀態(tài)的細(xì)胞可以均勻接觸誘變劑，避免長出不純菌落。處理霉菌或放線菌孢子的原因：

絲狀微生物的細(xì)胞內(nèi)同時含有幾個核，故某一突變無法反映在當(dāng)代的表型上。只有當(dāng)經(jīng)過DNA的復(fù)制發(fā)生細(xì)胞分裂后，這一變異才會在表型上表達(dá)出來，于是出現(xiàn)了不純菌落，這就叫表型延遲（phenotypiclag）（或由于誘變劑一般只作用于DNA雙鏈中的某一條單鏈，也會出現(xiàn)表型延遲）。這也是誘變育種工作中初分離的菌株經(jīng)傳代后很快出現(xiàn)生產(chǎn)性狀“衰退”的主要原因。細(xì)胞的生理狀態(tài)對誘變的效果會發(fā)生很大的影響。獲得均勻分散的細(xì)胞懸液的方法：用無菌的玻璃珠打碎成團(tuán)的細(xì)胞，然后再用脫脂棉過濾。誘變后出現(xiàn)的不純菌落，則可用適當(dāng)?shù)姆蛛x純化方法加以純化。誘變育種工作中應(yīng)考慮的幾個原則 第七十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日誘變育種工作中應(yīng)考慮的幾個原則 3）選擇簡便有效的誘變劑：

物理誘變劑：紫外線、激光；X射線、γ射線和快中子等。

化學(xué)誘變劑：主要有烷化劑、堿基類似物和丫啶類化合物。

擬輻射物質(zhì)：有些烷化劑例如氮芥、硫芥和環(huán)氧乙烷等除了能誘發(fā)各種點(diǎn)突變外，還能誘發(fā)一般只有輻射才能誘發(fā)的染色體畸變，所以它們也被稱為擬輻射物質(zhì)。

由于一切生物的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)都是核酸尤其是DNA，所以任何能改變核酸結(jié)構(gòu)的因素都可引起核酸生物學(xué)功能的改變。同樣，凡能引起核酸的其他功能改變的因素，一般也能引起突變。第七十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日選擇誘變劑的種類：在選用理化因子作誘變劑時，在同樣效果下，應(yīng)選用最方便的因素；而在同樣方便的情況下，則應(yīng)選擇最高效的因素。在物理誘變劑中，尤以紫外線為最方便，而在化學(xué)誘變劑中，一般可選用誘變效果最為顯著的“超誘變劑”，如NTG(N-甲基-N’-硝基-N-亞硝基胍)。采用簡便有效的誘變方法：紫外線的照射最為方便?；瘜W(xué)誘變劑的種類、濃度和處理方法尤其是中止反應(yīng)的方法很多，實(shí)際工作時可參看有關(guān)書籍。一種較有效的簡易處理方法的大致操作步驟是：先在平板上涂上出發(fā)菌株細(xì)胞，然后在平板上均勻地放上幾顆很小的誘變劑顆粒（也可放吸有誘變劑溶液的濾紙片），經(jīng)培養(yǎng)后，在制菌圈的邊緣挑取若干突變菌落，分別制成懸浮液，然后將其涂在一般平板表面使長出許多單菌落，最后可用影印培養(yǎng)法或逐個檢出法選出突變種。第七十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日4）充分利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)（synergism）誘變育種工作中應(yīng)考慮的幾個原則 誘變劑的復(fù)合處理常常呈現(xiàn)一定的協(xié)同效應(yīng)，這對育種工作是很有參考價值的。復(fù)合處理有幾類：①兩種或多種誘變劑的先后使用；②同一種誘變劑的重復(fù)使用；③兩種或多種誘變劑的同時使用。第八十頁，共九十七頁，2022年，8月28日誘變育種工作中應(yīng)考慮的幾個原則 5）選用最適劑量誘變劑劑量一般指強(qiáng)度與作用時間的乘積。各種誘變劑有不同的劑量表示方式，如化學(xué)誘變劑以一定溫度下誘變劑的濃度和處理時間來表示。在育種實(shí)踐中，常以殺菌率來作誘變劑的相對劑量。誘變劑的合適劑量：凡在提高誘變率的基礎(chǔ)上，能擴(kuò)大變異幅度，促使變異移向正變范圍的劑量，就是合適的劑量。要確定一個合適的劑量，常常要經(jīng)過多次試驗(yàn)。就一般微生物而言，在一定的劑量范圍內(nèi)，突變率往往隨劑量的增高而提高，但正變較多出現(xiàn)在偏低的劑量中，而負(fù)變則較多出現(xiàn)在偏高的劑量中；還發(fā)現(xiàn)經(jīng)多次誘變而提高產(chǎn)量的菌株中，更容易出現(xiàn)負(fù)變。因此，在誘變育種工作中，目前大家比較傾向于采用較低的劑量。第八十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日6）篩選方法誘變育種工作中應(yīng)考慮的幾個原則 一般通過初篩與復(fù)篩對突變株進(jìn)行生產(chǎn)性能的測定。初篩既可在培養(yǎng)皿平板上進(jìn)行，也可在搖瓶中進(jìn)行，兩者各有利弊。復(fù)篩是對突變株的生產(chǎn)性能作比較精確的定量測定。一般是將微生物搖瓶培養(yǎng)，然后再對培養(yǎng)液進(jìn)行分析測定。不僅需要設(shè)計(jì)效率更高的篩選方法，還應(yīng)努力推廣篩選操作的自動化。

第八十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選及其應(yīng)用

1、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需要的最低成分組合培養(yǎng)基，稱基本培養(yǎng)基?？捎梅枴癧－]”來表示。完全培養(yǎng)基（CM）：凡可滿足一切營養(yǎng)缺陷型菌株?duì)I養(yǎng)需要的組合培養(yǎng)基，可稱為完全培養(yǎng)基?？捎梅枴癧＋]”。補(bǔ)充培養(yǎng)基（SM）：凡只能滿足相應(yīng)的營養(yǎng)缺陷型生長需要的組合培養(yǎng)基，稱為補(bǔ)充培養(yǎng)基。補(bǔ)充培養(yǎng)基的符號可根據(jù)加入的是A或B等代謝物而分別用[A]或[B]等來表示。

第八十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日2、營養(yǎng)缺陷型的篩選方法（二）營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選及其應(yīng)用誘變劑處理淘汰野生型：a.抗生素法

①青霉素主要適用于細(xì)菌。其原理是青霉素能抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的生物合成，因而能殺死生長繁殖著的細(xì)菌。②制霉菌素法則適用于真菌。制霉菌素屬于大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，可與真菌細(xì)胞膜上的甾醇作用，從而引起細(xì)胞膜的損傷。b.菌絲過濾法：適用于絲狀生長的真菌或放線菌。其原理是，在基本培養(yǎng)基中，野生型的孢子能發(fā)芽成菌絲，而營養(yǎng)缺陷型的孢子則不能。第八十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日檢出缺陷型（夾層培養(yǎng)法、限量補(bǔ)充培養(yǎng)法、逐個檢出法、影印接種法）鑒定缺陷型（生長譜法）步驟如下：1、含營養(yǎng)缺陷型菌株的基本培養(yǎng)基平板的制備。2、營養(yǎng)缺陷型營養(yǎng)類別的鑒定。3、缺陷型菌株單一營養(yǎng)因素的鑒定。（二）營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選及其應(yīng)用2、營養(yǎng)缺陷型的篩選方法第八十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選及其應(yīng)用3、營養(yǎng)缺陷型菌株的應(yīng)用1）利用營養(yǎng)缺陷型菌株定量分析各種生長因素的方法稱為微生物分析法。2）利用營養(yǎng)缺陷型菌株測定微生物的代謝途徑。3）利用營養(yǎng)缺陷型菌株作為研究轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化、接合等遺傳規(guī)律的標(biāo)記菌種，在微生物雜交育種中常作親本的標(biāo)記。第八十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日三、微生物的雜交育種四、原生質(zhì)體融合育種五、基因工程育種自學(xué)！learnbyyourself!第八十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日第五節(jié)微生物菌種的保藏和復(fù)壯性狀穩(wěn)定的菌種是微生物學(xué)工作最重要的基本要求，否則生產(chǎn)或科研都無法正常進(jìn)行。影響微生物菌種穩(wěn)定性的因素：a）變異；b）污染；c）死亡；第八十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日一、菌種的保藏基本要求：