工业微生物育种

1、工业微生物育种第1页，共14页，2022年，5月20日，19点31分，星期三1.1 诱发突变辐射与诱变（1）辐射：上下左右四面八方传递能量的过程？电离辐射：X射线、射线、射线、射线、等 离子、中子和质子等非电离辐射：紫外线 和射线的穿透力很弱，故只能用“内照射”。实际应用时，一般不用 射线，只用射线。射线常用辐射源是P32和S35，尤以P32使用较多 （2）电离辐射诱变途径：物理作用化学作用生物学作 用。第2页，共14页，2022年，5月20日，19点31分，星期三（3）辐射剂量及表示方法 定义：单位质量被照射的物质所吸收的能量数值，称为辐 射剂量。 射线和r射线：用“伦琴”（r）表示，即在1

2、克空气中吸收83尔格（erg）辐射的能量。 中子：单位是“积分流量”。即每平方厘米的截面上通过的中子数（n/cm2）。 射线：用“微居里”表示。具体是每克物质吸收多少“微居里”（cu）的放射性同位素。 微居里是放射强度单位，表示每秒钟有3-7104个原子核发生蜕度。第3页，共14页，2022年，5月20日，19点31分，星期三（4）电离辐射致变的机理 照射原发电离次级电离基因分子结构改组基因突变 基因突变的频率与辐射剂量成正比，即剂量增加一倍，突变频率增加一倍，但突变率不受辐射强度的影响。 辐射强度是指单位 时间内照射的剂量数， 即剂量率，倘若照射剂 量不变，不管单位时间 内所照射是多还是少，

3、 基因突变率总是保持一 致。第4页，共14页，2022年，5月20日，19点31分，星期三2.1突变的分子机理点突变1、点突变 概念：单碱基对置换，也称点突变。 置换方式： 转换：同一类碱基间的置换，如嘧啶被嘧啶置换； 颠换：不同类碱基间的置换，如嘧啶被嘌呤置换。第5页，共14页，2022年，5月20日，19点31分，星期三2、碱基置换的内源机制 （1）5-甲基胞嘧啶（5 mC)的脱氨作用:人类基因组中70%90% 的5 mC发生在CpG二核苷酸中，而15%的CpG发生5 mG；这些甲基化的CpG一般是分散存在的，“CpG”岛则一般为非甲基化的。第6页，共14页，2022年，5月20日，19点

4、31分，星期三 （2）DNA复制过程中出现差错：复制过程中碱基错配不能被错误 修复系统有效地校正，就会导致碱基对置换突变。第7页，共14页，2022年，5月20日，19点31分，星期三（3）滑移错配：模板链上的碱基滑动脱出配对位置，使引物与模板链发生过渡性错排，最后在复制时导致碱基的错误掺入。滑移错配在模板上同一碱基连续排列时更易发生。第8页，共14页，2022年，5月20日，19点31分，星期三 （4）脱氨基效应：亚硝酸可使腺嘌呤（A）脱去氨基成为次黄嘌呤（H）使胞嘧啶（C）脱去氨基成为尿嘧啶（U），使鸟嘌呤（G）脱去氨基成为黄嘌呤（I）。前两个变化均导致碱基错配：第9页，共14页，2022

5、年，5月20日，19点31分，星期三 （5）脱嘌呤效应：一些化学物质（包括酶）可引起脱嘌呤作用， 如果不能有效的修复，由于模板链上没有碱基，DNA聚合酶会错误地掺入碱基，则会导致碱基置换。腺嘌呤是最容易掺入的碱基。 （6）氧化性损伤碱基：氧自由基（如过氧化氢、羟基等）的氧化作用DNA，其主要产物是8羟鸟嘌呤，它可引起GT或 A C的颠换。 （7）紫外线损伤：紫外线可引起G A和C T的置换。另外紫 外线还可以引起嘧啶二聚体的形成而改变DNA的空间结构。第10页，共14页，2022年，5月20日，19点31分，星期三2.1.2 移码突变移码突变：基因编码序列中插进额外碱基或缺失应有碱基引起插入或

6、缺失点及后面编码信息发生改变。可引起错义、无义及通读等一系列突变。第11页，共14页，2022年，5月20日，19点31分，星期三 移码突变：脱嘌呤、DNA嵌入剂的嵌入、以及DNA复制错误、辐 射等很多原因都可引起移码突变。第12页，共14页，2022年，5月20日，19点31分，星期三2.1.3 基因内外非编码区的突变（1）内含子突变（一般为中性突变） （1）突变破坏内含调控元件时： （2）突变产生隐秘的剪接位点时： （3）突变剪接位点时：（2）非翻译区域突变（一般为中性突变），但有时会通过影 响蛋白质合成、RNA稳定性或RNA转 移来影响 转录后调节。2、调控元件突变（大部分是中性的）启动子和增强子等调控 元件的突变可能会破坏或影响转录过程。第13页，共14页，2022年，5月20日，19点31分，星期三天冬氨酸谷氨酸棒状杆菌突变株的代谢过程生