微生物遺傳變異和育種課件

第八章微生物遺傳與變異5/8/20241微生物遺傳變異和育種課件表型飾變：表型的差異只與環(huán)境有關(guān)特點(diǎn)：暫時(shí)性、不可遺傳性、表現(xiàn)為全部個(gè)體的行為遺傳型變異（基因變異、基因突變）：遺傳物質(zhì)改變，導(dǎo)致表型改變特點(diǎn)：遺傳性、群體中極少數(shù)個(gè)體的行為（自發(fā)突變頻率通常為10-6-10-9）5/8/20242微生物遺傳變異和育種課件基因是生物體內(nèi)具有自主復(fù)制能力的最小遺傳功能單位，其物質(zhì)基礎(chǔ)是一條以直線排列、具有特定核苷酸序列的核酸片段?；蚪M是指存在于細(xì)胞或病毒中的所有基因。由于現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)許多非編碼序列具有重要的功能，因此目前基因組的含義實(shí)際上是指細(xì)胞中基因以及非基因的DNA序列組成的總稱，包括編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因、調(diào)控序列以及目前功能還尚不清楚的DNA序列。第二節(jié)微生物的基因組結(jié)構(gòu)5/8/20243微生物遺傳變異和育種課件原核生物基因的特點(diǎn)遺傳信息的連續(xù)性

功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因組成操縱子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)基因的單拷貝及rRNA基因的多拷貝基因組的重復(fù)序列少而短5/8/20244微生物遺傳變異和育種課件真核生物的基因的特點(diǎn)基因的不連續(xù)性：內(nèi)含子、外顯子。轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯在細(xì)胞中有空間分隔。高度拷貝和重復(fù)順序：遺傳豐余

(geneticredundancy)。2、單細(xì)胞真核微生物—啤酒酵母基因組5/8/20245微生物遺傳變異和育種課件質(zhì)粒：游離于原核生物基因組以外，具有獨(dú)立復(fù)制能力的細(xì)胞質(zhì)遺傳因子，存在于各種微生物細(xì)胞中。轉(zhuǎn)座子：位于染色體或質(zhì)粒上的一段能改變自身位置的DNA序列，廣泛分布于原核和真核細(xì)胞中。第二節(jié)質(zhì)粒和轉(zhuǎn)座因子質(zhì)粒和轉(zhuǎn)座因子都是細(xì)胞中除染色體以外的遺傳因子。5/8/20246微生物遺傳變異和育種課件致育因子（F質(zhì)粒）：大腸桿菌等部分細(xì)菌內(nèi)存在，決定其性別并具有轉(zhuǎn)移能力的質(zhì)粒。（F+，F(xiàn)-，Hfr，F(xiàn)’）抗性因子（R質(zhì)粒）：表現(xiàn)為抗藥性和抗重金屬兩類。Col質(zhì)粒：細(xì)菌素：部分細(xì)菌由質(zhì)粒編碼的蛋白質(zhì)產(chǎn)生的能抑制或殺死其他近源細(xì)菌的代謝產(chǎn)物。用于“殘害手足”根據(jù)質(zhì)粒編碼的功能和賦予宿主的表型效應(yīng)分類:5/8/20247微生物遺傳變異和育種課件毒性質(zhì)粒：質(zhì)粒具有編碼毒素的基因，引起致病菌的致病性。Ti質(zhì)粒：誘癌質(zhì)粒，導(dǎo)致植物產(chǎn)生根癌，膨大等現(xiàn)象；用于植物基因工程。Ri質(zhì)粒：發(fā)根質(zhì)粒，誘發(fā)雙子葉植物患毛根瘤，大量稱為毛狀根的不定根。月季根癌5/8/20248微生物遺傳變異和育種課件代謝質(zhì)粒質(zhì)粒上攜帶有降解某些基質(zhì)的酶的基因。僅在假單胞菌（Pseudomonas）中發(fā)現(xiàn)。具有降解復(fù)雜有毒化合物的能力?！俺?jí)菌”。5/8/20249微生物遺傳變異和育種課件它們存在的生物學(xué)意義，目前幾乎不了解。在應(yīng)用上，很多隱秘質(zhì)粒被加以改造作為基因工程的載體（一般加上抗性基因）隱秘質(zhì)粒隱秘質(zhì)粒不顯示任何表型效應(yīng)，它們的存在只有通過(guò)物理的方法，例如用凝膠電泳檢測(cè)細(xì)胞抽提液等方法才能發(fā)現(xiàn)。三、質(zhì)粒的不親和性能在同一種細(xì)菌中并存的質(zhì)粒屬于不同的不親和群，反之同一不親和群。5/8/202410微生物遺傳變異和育種課件第四節(jié)基因突變和修復(fù)基因突變：基因內(nèi)部遺傳結(jié)構(gòu)或DNA序列的任何改變,包括一對(duì)或少數(shù)幾對(duì)堿基的缺失、插入或置換，泛指遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或數(shù)量突然發(fā)生的可遺傳的變化，可自發(fā)或誘導(dǎo)產(chǎn)生。突變率（mutationrate）細(xì)胞在每一世代中發(fā)生某一性狀突變的幾率。某一基因的突變一般是獨(dú)立發(fā)生的，他的突變率不影響其他基因的突變。通常突變發(fā)生的幾率為10-6～10-9

5/8/202411微生物遺傳變異和育種課件一、基因突變的類型及其分離堿基變化類型：同義突變、錯(cuò)義突變、無(wú)義突變、移碼突變突變株的表型變化：●營(yíng)養(yǎng)缺陷型微生物遺傳學(xué)中重要的選擇標(biāo)記和育種手段。hisC-和hisC+影印法分離營(yíng)養(yǎng)缺陷型5/8/202412微生物遺傳變異和育種課件●抗藥性突變型strr和ampr●條件致死突變型常用的條件致死突變是溫度敏感突變，用ts表示?！裥螒B(tài)突變型細(xì)胞和菌落形態(tài)、顏色、噬菌斑等

DNA重組技術(shù)中的藍(lán)白篩選?！癞a(chǎn)量突變型5/8/202413微生物遺傳變異和育種課件1.自發(fā)性2.不對(duì)應(yīng)性細(xì)胞可自發(fā)的產(chǎn)生突變突變性狀與引起突變的原因間無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系3.稀有性突變幾率為10-6～10-9

5.獨(dú)立性4.規(guī)律性誘變劑的使用可大大提高突變幾率6.可誘變性7.遺傳和可逆性正向突變/回復(fù)突變二、基因突變的分子基礎(chǔ)5/8/202414微生物遺傳變異和育種課件分子基礎(chǔ)由腺嘌呤堿基互變異構(gòu)導(dǎo)致的自發(fā)突變（ＡＴ→ＧＣ）DNA聚合酶產(chǎn)生的錯(cuò)誤、DNA物理?yè)p傷、重組和轉(zhuǎn)座等。轉(zhuǎn)換、顛換RNA基因組的突變：RNA復(fù)制酶RNA修復(fù)機(jī)制5/8/202415微生物遺傳變異和育種課件誘發(fā)突變通過(guò)物理、化學(xué)和生物因子能夠提高其突變頻率，這一類物質(zhì)稱為誘變劑。常用的誘變劑：堿基類似物：堿基錯(cuò)配插入染料：移碼突變直接與DNA堿基起化學(xué)反應(yīng)的誘變劑：EMS、DES、NTG輻射和熱：置換突變、SOS錯(cuò)誤傾向修復(fù)生物誘變因子：轉(zhuǎn)座子5/8/202416微生物遺傳變異和育種課件Ames實(shí)驗(yàn)—誘變劑與致癌物質(zhì)“生物化學(xué)統(tǒng)一性”法則：

人和細(xì)菌在DNA的結(jié)構(gòu)及特性方面是一致的，能使微生物發(fā)生突變的誘變劑必然也會(huì)作用于人的DNA，使其發(fā)生突變，最后造成癌變或其他不良的后果。美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的BruceAmes教授于1966年發(fā)明，因此稱為Ames試驗(yàn)檢測(cè)鼠傷寒沙門氏菌(Salmonellatyphmurium)組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株(his-)的回復(fù)突變率。5/8/202417微生物遺傳變異和育種課件Ames試驗(yàn)潛在的某種化學(xué)誘變劑使得回復(fù)突變作用增強(qiáng)5/8/202418微生物遺傳變異和育種課件UV導(dǎo)致遺傳物質(zhì)產(chǎn)生嘧啶二聚體（TT、TC、CC），造成局部DNA分子無(wú)法配對(duì)，引起微生物的死亡或突變。一般微生物具有光復(fù)活作用：光解酶Phr在利用UV進(jìn)行誘變育種等工作時(shí)，應(yīng)在紅光燈下進(jìn)行照射和后繼操作，并放置在黑暗條件下培養(yǎng)。三、DNA損傷的修復(fù)1、光復(fù)活作用5/8/202419微生物遺傳變異和育種課件2、切除修復(fù)暗修復(fù)，細(xì)胞的主要修復(fù)系統(tǒng)，涉及UvrA、UvrB、UvrC、UvrD5/8/202420微生物遺傳變異和育種課件3、重組修復(fù)4、SOS修復(fù)DNA分子在遇到較大范圍的重大損傷時(shí)，誘導(dǎo)產(chǎn)生的一種應(yīng)急機(jī)制。越過(guò)損傷直接進(jìn)行的修復(fù)。5/8/202421微生物遺傳變異和育種課件第五節(jié)細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移和重組微生物可通過(guò)多種途徑進(jìn)行水平方向的基因轉(zhuǎn)移，這種基因的轉(zhuǎn)移與交換是生物進(jìn)化的動(dòng)力之一。接合(conjugation)：細(xì)胞與細(xì)胞的直接接觸（由F因子介導(dǎo)）轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)：由噬菌體介導(dǎo)自然遺傳轉(zhuǎn)化(naturalgenetictransformation)：游離DNA分子+感受態(tài)細(xì)胞5/8/202422微生物遺傳變異和育種課件一、細(xì)菌的接合作用(conjugation)通過(guò)細(xì)胞與細(xì)胞的直接接觸而產(chǎn)生的遺傳信息的轉(zhuǎn)移和重組過(guò)程1.實(shí)驗(yàn)證據(jù)

1946年，JoshuaLederberg和EdwardL.Taturm細(xì)菌的多重營(yíng)養(yǎng)缺陷型雜交實(shí)驗(yàn)5/8/202423微生物遺傳變異和育種課件2.機(jī)制(大腸桿菌的接合機(jī)制)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(guò)程進(jìn)行的20多個(gè)基因。含有F因子的細(xì)胞：“雄性”菌株（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(méi)有性菌毛5/8/202424微生物遺傳變異和育種課件F因子的四種細(xì)胞形式a）F-菌株，不含F(xiàn)因子，沒(méi)有性菌毛，但可以通過(guò)接合作用接收

F因子而變成雄性菌株（F+）；b）F+菌株，F(xiàn)因子獨(dú)立存在，細(xì)胞表面有性菌毛。c）Hfr菌株，F(xiàn)因子插入到染色體DNA上，細(xì)胞表面有性菌毛。d）F′菌株，Hfr菌株內(nèi)的F因子因不正常切割而脫離染色體時(shí)，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)胞表面同樣有性菌毛。5/8/202425微生物遺傳變異和育種課件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)移過(guò)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。2）Hfr×F-雜交5/8/202426微生物遺傳變異和育種課件染色體上越靠近F因子的先導(dǎo)區(qū)的基因，進(jìn)入的機(jī)會(huì)就越多，在F-中出現(xiàn)重組子的的時(shí)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-。5/8/202427微生物遺傳變異和育種課件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(shí)，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。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；細(xì)胞基因的這種轉(zhuǎn)移過(guò)程又常稱為性導(dǎo)（sexduction）、F因子轉(zhuǎn)導(dǎo)（F-duction），或F因子媒介的轉(zhuǎn)導(dǎo)（F-mediatedtransduction）。5/8/202428微生物遺傳變異和育種課件二、細(xì)菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）由噬菌體介導(dǎo)的細(xì)菌細(xì)胞間進(jìn)行遺傳交換的一種方式：一個(gè)細(xì)胞的DNA通過(guò)病毒載體的感染轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞中能將一個(gè)細(xì)菌宿主的部分染色體或質(zhì)粒DNA帶到另一個(gè)細(xì)菌的噬菌體稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體細(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)5/8/202429微生物遺傳變異和育種課件1、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（generalizedtransduction）噬菌體可以轉(zhuǎn)導(dǎo)給體染色體的任何部分到受體細(xì)胞中的轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程(1)意外的發(fā)現(xiàn)1951年，JoshuaLederberg和NortonZinder為了證實(shí)大腸桿菌以外的其它菌種是否也存在接合作用，用二株具不同的多重營(yíng)養(yǎng)缺陷型的鼠傷寒沙門氏菌進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn)：用“U”型管進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在給體和受體細(xì)胞不接觸的情況下，同樣出現(xiàn)原養(yǎng)型細(xì)菌！5/8/202430微生物遺傳變異和育種課件沙門氏菌LT22A是攜帶P22噬菌體的溶源性細(xì)菌另一株是非溶源性細(xì)菌一個(gè)表面看起來(lái)的常規(guī)研究卻導(dǎo)致一個(gè)驚奇和十分重要發(fā)現(xiàn)的重要例證！基因的傳遞很可能是由可透過(guò)“U”型管濾板的P22噬菌體介導(dǎo)的（普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)這一重要的基因轉(zhuǎn)移途徑的發(fā)現(xiàn)）5/8/202431微生物遺傳變異和育種課件(2)轉(zhuǎn)導(dǎo)模型發(fā)生頻率：10-6-10-8通過(guò)同源重組形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子5/8/202432微生物遺傳變異和育種課件轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體為什么“錯(cuò)”將宿主的DNA包裹進(jìn)去?噬菌體P22的DNA包裝酶酶也能識(shí)別染色體DNA上類似pac的位點(diǎn)并進(jìn)行切割，以“headful”的包裝機(jī)制包裝進(jìn)P22噬菌體外殼，形成只含宿主DNA的轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體顆粒（假噬菌體）。因?yàn)槿旧w上的pac與P22DNA的pac序列不完全相同，利用效率較低，這種“錯(cuò)裝”機(jī)率一般僅約10-6-10-85/8/202433微生物遺傳變異和育種課件形成轉(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(shí)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。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本要求：5/8/202434微生物遺傳變異和育種課件普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)的三種后果：進(jìn)入受體的外源DNA通過(guò)與細(xì)胞染色體的重組交換而形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導(dǎo)子流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)（abortivetransduction）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(guò)轉(zhuǎn)錄而得到表達(dá)。特點(diǎn)：在選擇培養(yǎng)基平板上形成微小菌落外源DNA被降解，轉(zhuǎn)導(dǎo)失敗。DNA不能復(fù)制，因此群體中僅一個(gè)細(xì)胞含有DNA，而其它細(xì)胞只能得到其基因產(chǎn)物，形成微小菌落。5/8/202435微生物遺傳變異和育種課件2、局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（specializedtransduction）（參見(jiàn)P219）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(shí)，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5/8/202436微生物遺傳變異和育種課件2、局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（specializedtransduction）溫和噬菌體λ裂解時(shí)的不正常切割：包含gal或bio基因（幾率一般僅有10-6）缺陷噬菌體在宿主細(xì)胞內(nèi)能夠象正常的λDNA分子一樣進(jìn)行復(fù)制、包裝，提供所需要的裂解功能，形成轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒。但沒(méi)有正常噬菌體的溶源性和增殖能力，感染受體細(xì)胞后，通過(guò)DNA整合進(jìn)宿主染色體而形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導(dǎo)子。5/8/202437微生物遺傳變異和育種課件局限性轉(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(jià)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(gè)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。2、局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（specializedtransduction）5/8/202438微生物遺傳變異和育種課件

溶源轉(zhuǎn)變（lysogenicconversion）：一個(gè)與轉(zhuǎn)導(dǎo)相似又不同的現(xiàn)象溫和噬菌體感染細(xì)胞后使之發(fā)生溶源化，因噬菌體的基因整合到宿主染色體上，而使后者獲得了新性狀的現(xiàn)象。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；5/8/202439微生物遺傳變異和育種課件三、細(xì)菌的遺傳轉(zhuǎn)化（genetictransformation）定義：同源或異源的游離DNA分子(質(zhì)粒和染色體DNA)被自然或人工感受態(tài)細(xì)胞攝取，并得到表達(dá)的水平方向的基因轉(zhuǎn)移過(guò)程。自然遺傳轉(zhuǎn)化（naturalgenetictransformation）人工轉(zhuǎn)化（artificialtransformation）感受態(tài)細(xì)胞：具有攝取外源DNA能力的細(xì)胞（competentcell）5/8/202440微生物遺傳變異和育種課件自然感受態(tài)與人工感受態(tài)的不同？自然感受態(tài)的出現(xiàn)是細(xì)胞一定生長(zhǎng)階段的生理特性，受細(xì)菌自身的基因控制；人工感受態(tài)則是通過(guò)人為誘導(dǎo)的方法，使細(xì)胞具有攝取DNA的能力，或人為地將DNA導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)。

（該過(guò)程與細(xì)菌自身的遺傳控制無(wú)關(guān)?。?/8/202441微生物遺傳變異和育種課件1、自然遺傳轉(zhuǎn)化（簡(jiǎn)稱自然轉(zhuǎn)化）1928年，Griffith發(fā)現(xiàn)肺炎鏈球菌（Streptococcuspneumoniae）

的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象目前已知有二十多個(gè)種的細(xì)菌具有自然轉(zhuǎn)化的能力。進(jìn)行自然轉(zhuǎn)化，需要二方面必要的條件：建立了感受態(tài)的受體細(xì)胞外源游離DNA分子5/8/202442微生物遺傳變異和育種課件枯草芽孢桿菌的自然轉(zhuǎn)化過(guò)程（革蘭氏陽(yáng)性菌的轉(zhuǎn)化模型）5/8/202443微生物遺傳變異和育種課件自然轉(zhuǎn)化過(guò)程的特點(diǎn)：a）對(duì)核酸酶敏感；c）轉(zhuǎn)化是否成功及轉(zhuǎn)化效率的高低主要取決于轉(zhuǎn)化（DNA）

給體菌株和轉(zhuǎn)化受體菌株之間的親源關(guān)系；d）通常情況下質(zhì)粒的自然轉(zhuǎn)化效率要低得多；提高質(zhì)粒的自然轉(zhuǎn)化效率的二種方法：1）使質(zhì)粒形成多聚體，這樣進(jìn)入細(xì)胞后重新組合成有活性的質(zhì)粒的幾率大大提高；2）在質(zhì)粒上插入受體菌染色體的部分片段，或?qū)①|(zhì)粒轉(zhuǎn)化進(jìn)含有與該質(zhì)粒具有同源區(qū)段的質(zhì)粒的受體菌-------重組獲救b）不需要活的DNA給體細(xì)胞；5/8/202444微生物遺傳變異和育種課件噬菌體DNA被感受態(tài)細(xì)胞攝取并產(chǎn)生有活性的病毒顆粒轉(zhuǎn)染(transfection)：現(xiàn)在把DNA轉(zhuǎn)移至動(dòng)物細(xì)胞的過(guò)程也稱轉(zhuǎn)染提純的噬菌體DNA以轉(zhuǎn)化的（而非感染）途徑進(jìn)入細(xì)胞并表達(dá)后產(chǎn)生完整的病毒顆粒。特點(diǎn)：5/8/202445微生物遺傳變異和育種課件自然遺傳轉(zhuǎn)化的進(jìn)行涉及到細(xì)菌染色體上幾十個(gè)基因的功能及彼此間的相互協(xié)調(diào)，因此被認(rèn)為是名副其實(shí)的細(xì)菌水平基因轉(zhuǎn)移途徑。目前的研究熱點(diǎn)：1）細(xì)菌為什么要耗費(fèi)如此多的染色體遺傳資源來(lái)進(jìn)行自然轉(zhuǎn)化，即該過(guò)程的生物學(xué)意義到底何在？它對(duì)細(xì)菌自身有什么好處？（人們已提出了一些假說(shuō)，但均不圓滿）2）自然轉(zhuǎn)化過(guò)程的很多細(xì)節(jié)仍不清楚，包括細(xì)菌如何協(xié)調(diào)感受態(tài)

的建立，外源DNA進(jìn)入和重組的具體過(guò)程等等3）細(xì)菌中具有自然轉(zhuǎn)化能力的范圍，到底有那些菌具有自然轉(zhuǎn)化能力？4）轉(zhuǎn)化DNA的來(lái)源和在自然環(huán)境中發(fā)生的自然轉(zhuǎn)化5/8/202446微生物遺傳變異和育種課件2、人工轉(zhuǎn)化用CaCl2處理細(xì)胞，電穿孔等是常用的人工轉(zhuǎn)化手段。在自然轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上發(fā)展和建立的一項(xiàng)細(xì)菌基因重組手段，是基因工程的奠基石和基礎(chǔ)技術(shù)。不是由細(xì)菌自身的基因所控制；用多種不同的技術(shù)處理受體細(xì)胞，使其人為地處于一種可以攝取外源DNA的“人工感受態(tài)”。質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化效率高；5/8/202447微生物遺傳變異和育種課件5/8/202448微生物遺傳變異和育種課件原生質(zhì)體融合：通過(guò)人為的方法，使遺傳性狀不同的兩個(gè)細(xì)胞的原生質(zhì)體進(jìn)行融合，借以獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組子的過(guò)程。5/8/202449微生物遺傳變異和育種課件技術(shù)路線：親本菌株A親本菌株B脫壁方法？原生質(zhì)體A、B遺傳標(biāo)記遺傳標(biāo)記助融劑等滲培養(yǎng)基，再生出菌落選擇培養(yǎng)基，篩選目標(biāo)菌5/8/202450微生物遺傳變異和育種課件第七節(jié)微生物育種一、自發(fā)突變與育種（breedingbyspontaneousmutation）1.從生產(chǎn)中育種仔細(xì)觀察，做“伯樂(lè)”2.定向培育優(yōu)良菌株卡介苗（BCGvaccine）：BacillusCalmette-GuerinA.CalmetteC.Guerin5/8/202451微生物遺傳變異和育種課件二、誘變育種

（breedingbyinducedmutation）誘變育種是指利用物理、化學(xué)等誘變劑處理均勻而分散的微生物細(xì)胞群，在促進(jìn)其突變率顯著提高的基礎(chǔ)上，采用簡(jiǎn)便、快速和高效的篩選方法，從中挑選出少數(shù)符合目的的突變株，以供科學(xué)試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐使用。常用的誘變方法：紫外線化學(xué)誘變劑5/8/202452微生物遺傳變異和育種課件誘變育種的幾個(gè)原則1.選擇簡(jiǎn)便有效的誘變劑誘變劑物理誘變劑：化學(xué)誘變劑：紫外線、激光、離子束、r－Ray烷化劑、堿基類似物等5/8/202453微生物遺傳變異和育種課件2.挑選優(yōu)良的出發(fā)菌株依靠經(jīng)驗(yàn)3.處理單細(xì)胞或單孢子懸液應(yīng)盡量選