第七章 微生物遺傳變異與育種.ppt

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1、微生物遺傳變異與育種第一節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第二節(jié)基因突變與誘變育種第三節(jié)基因重組與雜交育種第四節(jié)原生質(zhì)體融合第七章第五節(jié)基因工程第六節(jié)菌種的衰退、復(fù)壯和保藏第一節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)一、三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)二、核酸的結(jié)構(gòu)與功能三、微生物的基因組（一）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)①將無(wú)毒性的R型活細(xì)胞注射到小鼠體內(nèi)，結(jié)果小鼠不死亡；②將有毒性的S型活細(xì)胞注射到小鼠體內(nèi)，結(jié)果小鼠患敗血癥死亡；③將加熱殺死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，結(jié)果小鼠不死亡；④將無(wú)毒性的R型活細(xì)菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，結(jié)果小鼠患敗血癥死亡。一、證明遺傳變異物質(zhì)基礎(chǔ)的三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)（二）噬菌體感染實(shí)驗(yàn)在噬菌體感染過(guò)程中，其

2、蛋白質(zhì)外殼根本未進(jìn)入宿主細(xì)胞，進(jìn)入宿主細(xì)胞的只有噬菌體DNA，尚因釋放出的子代噬菌體粒子具有同親代一樣的蛋白質(zhì)外殼，故可以肯定，僅只有DNA攜帶有全部遺傳信息。（三）植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)病毒的蛋白質(zhì)取決于相應(yīng)的RNA。為此證明該病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，蛋白質(zhì)外殼對(duì)其僅起保護(hù)作用。二、核酸的結(jié)構(gòu)與功能S-脫氧核糖P-磷酸A-腺嘌呤G-鳥嘌呤C-胞嘧啶T-胸腺嘧啶DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制方式DNA和RNA的結(jié)構(gòu)比較三、微生物的基因組（一）真核微生物的基因組（二）原核微生物的基因組第二節(jié)基因突變與誘變育種一、基因突變二、誘變育種一、基因突變（一）幾個(gè)基本概念突變（mutation）是由于遺傳物質(zhì)

3、結(jié)構(gòu)的突然變化，導(dǎo)致生物性狀的改變，而引起的可遺傳變異。包括基因突變和染色體畸變?；蛲蛔儯╣enemutation）指DNA分子上某一點(diǎn)的遺傳物質(zhì)的改變，也稱點(diǎn)突變，涉及一對(duì)或少數(shù)幾對(duì)堿基的改變。把發(fā)生基因突變的菌株叫作突變菌株（mutant）。回復(fù)突變（backmutant）由野生型變?yōu)橥蛔冃偷倪^(guò)程叫正向突變（forwardmutation）；而從突變型經(jīng)過(guò)又一次突變，成為與野生型有相同表型的突變叫做回復(fù)突變（backmutation）。自發(fā)突變（spontaneousmutation）指自然發(fā)生的突變，其頻率較低，一般為10-5~10-10。突變率（mutationrate）

4、指每一個(gè)細(xì)胞在每一世代中發(fā)生某一性狀突變的幾率。也可用單位群體在繁殖一代過(guò)程中形成突變體的數(shù)目表示。誘發(fā)突變（inducedmutation）又稱誘變，指應(yīng)用人工誘變劑引起的基因突變。（二）基因突變引起的表型效應(yīng)4．抗性突變型3．生化突變型2．條件致死突變型5．產(chǎn)量突變型（高產(chǎn)突變株）1．形態(tài)突變型（三）基因突變的特點(diǎn)2．稀有性6．誘變性5．可逆性4．穩(wěn)定性3．獨(dú)立性1．自發(fā)性與不對(duì)稱性（四）基因突變自發(fā)性和不對(duì)稱性的實(shí)驗(yàn)證明1．變量實(shí)驗(yàn)2．涂布實(shí)驗(yàn)3．影印平板培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)（五）基因突變的機(jī)理突變基因突變堿基轉(zhuǎn)換堿基顛換移碼突變?nèi)旧w畸變?nèi)旧w數(shù)目的改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)的改變1．誘變機(jī)理（1

5、）物理誘變劑引起的基因突變（2）化學(xué)誘變劑引起的基因突變①堿基類似物的置換作用②烷化劑的誘變作用③吖啶類誘變劑2．自發(fā)突變機(jī)理（1）背景輻射和環(huán)境誘變（2）自身代謝產(chǎn)物誘變（3）互變異構(gòu)效應(yīng)（4）環(huán)出效應(yīng)（六）自然界突變菌株的分離與篩選1．采樣2．增殖培養(yǎng)3．分離培養(yǎng)4．菌落選擇5．篩選二、誘變育種（一）出發(fā)菌株的選擇（二）菌懸液的制備（三）誘變劑的選擇（四）誘變處理（五）菌懸液的后培養(yǎng)（六）突變菌株的分離與篩選①根據(jù)形態(tài)變異淘汰低產(chǎn)菌株②根據(jù)平皿反應(yīng)直接挑取高產(chǎn)菌株③透明圈法④濃度梯度法⑤噬菌體篩選法⑥營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的篩選營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的篩選三類主要培養(yǎng)基①基本培養(yǎng)基（minim

6、almedium,MM）②完全培養(yǎng)基（completemedium,CM）③補(bǔ)充培養(yǎng)基（supplementalmedium,SM）三類遺傳型個(gè)體①野生型（Wildtype）②營(yíng)養(yǎng)缺陷型（auxotroph）③原養(yǎng)型（prototroph）1．中間培養(yǎng)2．淘汰野生型3．檢出營(yíng)養(yǎng)缺陷型（1）逐個(gè)檢出法（2）限量補(bǔ)充培養(yǎng)基檢出法（3）影印培養(yǎng)法4．缺陷營(yíng)養(yǎng)類別的確定5．缺陷型所需生長(zhǎng)因子的測(cè)定第三節(jié)基因重組與雜交育種一、原核微生物基因重組與育種二、真核微生物基因重組與育種一、原核微生物基因重組與育種轉(zhuǎn)化（transformation）是指受體菌（receptor）直接吸收了來(lái)自供體菌（

7、donor）的DNA片斷，通過(guò)交換，把它整合到自己的基因組中，從而獲得供體菌部分遺傳性狀的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)化后的受體菌稱為轉(zhuǎn)化子。（一）轉(zhuǎn)化1．概念2．轉(zhuǎn)化過(guò)程3．利用轉(zhuǎn)化進(jìn)行育種通過(guò)缺陷噬菌體（defectivephage）為媒介，把供體細(xì)胞的DNA片段攜帶到受體細(xì)胞中，通過(guò)交換與整合，使受體菌獲得了供體菌的遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）。能轉(zhuǎn)導(dǎo)供體細(xì)胞DNA片段的噬菌體稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體。（二）轉(zhuǎn)導(dǎo)1．概念3．利用轉(zhuǎn)導(dǎo)育種2．轉(zhuǎn)導(dǎo)類型（1）普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)（2）