厦大微生物课件 第七章微生物遗传变异与育种

1、Chap.7微生物遗传变异和育种，微生物遗传学研究的意义1)微生物学的主要分支2)为生命遗传现象的解释提供依据3)促进分子生物学发展的基础学科4)工业微生物菌的选育1)遗传变异的物质基础，3)证明遗传物质的典型实验，细菌转化实验-噬菌体感染实验-植物病毒重建实验原核和真核微生物基因组大小比较真核微生物基因表达控制，(2)原核生物的质粒，质粒：染色体外自由，独立克隆，环状，孔刘结合，封闭的dsDNA分子，即ccDNA。质粒的特征1)大小：大质粒：60kb，1/cell小质粒：10-20/cell，2)自身复制能力：类型复制，滚动环复制，数量控制：紧；松弛型，3)转移性：Tra区域基因：附加物：有

2、些粒子可能整合到宿主染色体中，也可能从染色体中分离出来。4)质粒消除：-异化因子-原生质体诱导法，5)不相容：两种血缘关系相似的质粒不能在同一细胞上稳定存在。(G-细菌的部分不相容群)，粒子的遗传表型1)F质粒(生育因子)Tra基因：编码转移相关蛋白；合成性纤毛，2)R质粒(抗药因子)-RTF基因(抗性转移因子)-抗性结晶子(抗抗生素、抗药、抗瘤金属)，3)Col质粒(大肠杆菌因子)Col质粒类型：-2基因突变和诱变育种1，基因突变野生型菌株：与自然分离的菌株，叫它。基本培养基(MM):满足野生型菌株生长最低营养要求的合成培养基。(a)突变类型营养缺陷型：野生型菌株是由于突变而失去某种营养合成

3、能力，无法在基本培养基中生长的变异类型。表达：基因：his，his-；表型：His，His-，抗性突变型：野生型菌株由于突变，对某些化学药物或致死物理因子产生抗性变异类型。表达：基因：strr，strs；Tetr，tets；表型：STR，Str s，条件致死突变型：某些菌株或病毒经过基因突变后，在某些条件下生长并实现表型，但在其他条件下不能繁殖的突变型。(例如：对温度敏感的突变：Ts)形态突变抗原突变产量突变，突变类型区分：-选择性突变：营养缺陷型，抗性突变，条件致死突变-非选择突变：形态，抗原，产量突变型一般表示单位群体各代发生的突变数量。计算突变的提取和突变率，提取方法：1)选择性突变营养

4、缺陷型耐药突变恢复突变3360，(3)基因突变的自发性和不对称突变的自发性：基因可以自发突变。(辐射，自身有害物质，碱基对错误)突变的不对称性：突变与引起突变的环境因素没有直接关系。平板辐射培养实验(Lederberg)，(4)基因突变及其机制1，刘涛突变(点突变，扭曲)1)点突变(1)碱基替换-转换5-AU)，(2)突变DNA序列，2)染色体畸变DNA分子的大损伤(缺失、重复、插入、易位(旋转)、倒置等)。易位：DNA分子通过非同源重组方式从染色体的一个部位转移到另一个部位的现象。转座子因子是指起转座子作用的所有DNA序列。特征：-旋转作用-结束重复序列-旋转酶基因，旋转因子类型，序列转座子

5、(或复合转座子)转座子噬菌体插入，a)插入序列(IS) b)转座子(Tn耐药检测必须是基因，(5)紫外线基本原则(需要考虑的问题)1)引诱剂的选择(有效性、安全性、简便性)，引诱剂引诱效果的测量(突变率的测量)-MC试验(三齿物质检测)，2)出发菌株3)；(表达方法)5)提高检出效率-形态特征-认证培养基，利用鉴别培养基检测突变-检出蛋白酶高活性菌株(酪蛋白是N元，HgCl2是透明源观察)-淀粉酶高活性I2液观察透明圈-检出有机酸生产菌(培养基CaCO3)补充培养基A，B:满足相应永结型菌株生长营养要求的组合或半组合培养基。(2)三种遗传型个体野生型：与自然分离的菌株被称为，与营养状态无关。(

6、A B)永结型：野生型菌株因代谢紊乱，导致添加某种物质才能生长的突变。(A B-) (A-B)原生质：永结恢复突变株。(A B)，基本基础完全基础补充器野生型营养型，(3)筛选阶段1)突变2)野生型去除：抗生素法，菌丝过滤法3)检出：中间层培养法；韩鼎祥补充法是一种检测方法。影印版法、夹层培养法、(4)缺陷型(生长补法)1)基本培养基准备2)充分冲洗细菌悬浮液。3)进一步测定的营养素；4)观察增长。位置(点)突变，盒式突变寡核苷酸引物突变，strain improvement for fermentation and bio catalysis processes by genetic eng

7、ineering technology影响因素：-遗传因素(易感因素；物种的特异性；)-外部因素(CAMP、聚乙二醇、2价阳离子-低温低渗透CaCl处理、培养条件)，转换频率：0.11%(极低)，最高10%，质粒是良好的转换因素。强度：10-5 ug/ml；结构：一般转换元素为线性双链DNA，小数为线性单链DNA。大小：每个DNA片段的分子量约为1107，染色体组约占0.3%，平均占15个基因。(2)转换系数，转换系数，不可交换，2，转换过程1)酶分解和吸收单链2)同族细胞对，合并3)克隆4)转基因者，3。转基因；转基因。if DNA from a virus is used as the c

8、loning vector，the process is called transfection(introduction to microbiology，John l.ings)，完全转化(转化者形成)，感染腹水：感染的噬菌体数/感染的细胞数，流产转化： (一个转化者，产生小菌落)，转化为受体细菌的供体细菌DNA片段在受体细菌内进行交换，整合，克隆，或不迅速，双龙原菌：同时感染正常噬菌体和缺陷噬菌体的受体菌。(资料来源：LFT降解物以高感染腹水感染宿主)，双龙原菌，2)高频传导：极限传导中由双龙原菌诱导的高频降解物传递受体能获得的最多50%的传递者。(3)过程：1)双溶源菌2)刘涛，高周传导

9、分解物3)高周传导分解物低m.o.i感染受体菌，(3)溶源转移，温和噬菌体感染宿主后，宿主通过溶源化获得免疫以外的新性质的现象。白喉毒素：白喉的-噬菌体具有“TOX”基因，(3)结是质粒通过细胞间直接接触传递的遗传物质转移的现象。合子：通过结合获得新遗传特性的受体细胞。存在方式：四种结缔型菌株1，F -，2，F菌株，Orit:启动子，3，Hfr菌株：高频重组菌株，F整合到染色体中成为附加物的状态，与F-结合起来很高1，主要步骤：1)亲本选择2)原生质准备3)促进融合4)原生质再生5)融合器出库6)过滤，代谢工程by Genome Shulffling。Stephanopoulos nas秋山幸二书籍：摘要：5菌种衰退、恢复、保存物种衰退现象