《廈大微生物課件 第七章微生物遺傳變異與育種》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《廈大微生物課件 第七章微生物遺傳變異與育種（103頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 微生物遺傳學(xué)研究意義微生物遺傳學(xué)研究意義1 1） 微生物學(xué)的主要分支微生物學(xué)的主要分支2 2）為生命遺傳現(xiàn)象的解釋提供依據(jù)）為生命遺傳現(xiàn)象的解釋提供依據(jù)3 3）是分子生物學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)學(xué)科）是分子生物學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)學(xué)科4 4）促進(jìn)工業(yè)微生物菌種的選育）促進(jìn)工業(yè)微生物菌種的選育 .1 .1 遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ) 一、證明遺傳物質(zhì)的三個(gè)典型實(shí)驗(yàn)一、證明遺傳物質(zhì)的三個(gè)典型實(shí)驗(yàn) -細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) -噬菌體感染實(shí)驗(yàn)噬菌體感染實(shí)驗(yàn) -植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)植物病毒的重建實(shí)驗(yàn) 1 1、細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) - - 動(dòng)物試驗(yàn)動(dòng)物試驗(yàn) (Grifith,1928)(Grifith,19
2、28)-細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)S S（死）（死）+R+R（活）（活） S S（ 少量活）少量活） +R+R（活）（活）S S（無(wú)細(xì)胞提取液）（無(wú)細(xì)胞提取液）+R+R（活）（活） S S（ 少量活）少量活） +R+R（活）（活）-細(xì)菌培養(yǎng)試驗(yàn)（細(xì)菌培養(yǎng)試驗(yàn)（AveryAvery，19441944）2 2噬菌體感染實(shí)驗(yàn)噬菌體感染實(shí)驗(yàn) (Hershey;Chase,1952)(Hershey;Chase,1952)3 3植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)植物病毒的重建實(shí)驗(yàn) (Fraenkel-Conrat,1956)(Fraenkel-Conrat,1956)二、遺傳物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的存在部位和方式二、遺傳物質(zhì)在細(xì)胞
3、內(nèi)的存在部位和方式（一）真核與原核微生物遺傳物質(zhì)比較（一）真核與原核微生物遺傳物質(zhì)比較 原核與真核微生物原核與真核微生物基因組大小細(xì)菌染色體數(shù)目與形狀細(xì)菌染色體結(jié)構(gòu)細(xì)菌染色體結(jié)構(gòu)真核微生物染色體結(jié)構(gòu) (示核小體） 真核生物基因結(jié)構(gòu)真核微生物基因表達(dá)控制（二）原核生物的質(zhì)粒（二）原核生物的質(zhì)粒 質(zhì)粒：質(zhì)粒： 游離于染色體外，游離于染色體外，獨(dú)立復(fù)制，獨(dú)立復(fù)制，環(huán)狀、環(huán)狀、共價(jià)、共價(jià)、閉合閉合dsDNAdsDNA分子，分子， 即即 cccDNAcccDNA。 質(zhì)粒的特點(diǎn)質(zhì)粒的特點(diǎn)1 1）大?。海┐笮。捍筚|(zhì)粒：大質(zhì)粒：60kb60kb、1/cell1/cell小質(zhì)粒：小質(zhì)粒： 10-20/cell1
4、0-20/cell2 2）自主復(fù)制能力：）自主復(fù)制能力： 型復(fù)制、滾環(huán)復(fù)制型復(fù)制、滾環(huán)復(fù)制 數(shù)量控制：嚴(yán)緊型數(shù)量控制：嚴(yán)緊型 ；松弛型；松弛型3 3）轉(zhuǎn)移性：）轉(zhuǎn)移性：TraTra區(qū)基因：區(qū)基因：附加體：附加體：某些質(zhì)粒既可整某些質(zhì)粒既可整合進(jìn)宿主染色體，又可與合進(jìn)宿主染色體，又可與染色體脫離，稱之染色體脫離，稱之。 4）質(zhì)粒的消除：）質(zhì)粒的消除： -理化因子理化因子 -原生質(zhì)體誘導(dǎo)法原生質(zhì)體誘導(dǎo)法5 5）不相容性：）不相容性： 兩種親緣關(guān)系相近的質(zhì)粒不能穩(wěn)定地存兩種親緣關(guān)系相近的質(zhì)粒不能穩(wěn)定地存在于同一個(gè)細(xì)胞中。在于同一個(gè)細(xì)胞中。（G-G-菌的部分不相容群）菌的部分不相容群）質(zhì)粒的遺傳表型質(zhì)
5、粒的遺傳表型1 1） F F質(zhì)粒（致育因子）質(zhì)粒（致育因子） TraTra基因：編碼轉(zhuǎn)移相基因：編碼轉(zhuǎn)移相關(guān)關(guān)蛋白；合成性纖毛蛋白；合成性纖毛 2 2）R R質(zhì)粒（抗藥因子）質(zhì)粒（抗藥因子） -RTF-RTF基因（抗性轉(zhuǎn)移因子）基因（抗性轉(zhuǎn)移因子） -抗性決定子抗性決定子 （抗抗生素、抗藥、抗種金屬）（抗抗生素、抗藥、抗種金屬）3 3）ColCol質(zhì)粒（大腸桿菌素因子）質(zhì)粒（大腸桿菌素因子） -產(chǎn)大腸桿菌素產(chǎn)大腸桿菌素 細(xì)菌素：由細(xì)菌質(zhì)粒編碼產(chǎn)生的只能細(xì)菌素：由細(xì)菌質(zhì)粒編碼產(chǎn)生的只能 抑制或殺滅近緣細(xì)菌或同種抑制或殺滅近緣細(xì)菌或同種 不同菌株的蛋白質(zhì)。不同菌株的蛋白質(zhì)。 ColCol質(zhì)粒類型：
6、質(zhì)粒類型： -非接合型：松弛型非接合型：松弛型 -接合型：嚴(yán)緊型接合型：嚴(yán)緊型4 4）TiTi質(zhì)粒質(zhì)粒：合成冠癭堿、大型質(zhì)粒：合成冠癭堿、大型質(zhì)粒5 5）RiRi質(zhì)粒質(zhì)粒：產(chǎn)生根毛、大型質(zhì)粒：產(chǎn)生根毛、大型質(zhì)粒7 7）降解質(zhì)粒）降解質(zhì)粒：降解、接合：降解、接合8 8）致病性質(zhì)粒：）致病性質(zhì)粒： 溶血素、腸毒素（）溶血素、腸毒素（）9 9）共生固氮質(zhì)粒：）共生固氮質(zhì)粒： -結(jié)瘤基因（結(jié)瘤基因（nodnod） -固氮基因（固氮基因（nifnif）1010）隱蔽質(zhì)粒：）隱蔽質(zhì)粒： - - 未有明確表型未有明確表型工程質(zhì)粒工程質(zhì)粒-pBR322-pBR322主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：1 1）分子量?。┓肿恿?/p>
7、小2 2）穩(wěn)定、松弛型復(fù)制穩(wěn)定、松弛型復(fù)制3 3）可大量擴(kuò)增可大量擴(kuò)增4 4）容易分離）容易分離5 5）可攜帶小于）可攜帶小于10kb10kb外源外源DNADNA6 6）帶有帶有2 2個(gè)選擇標(biāo)記個(gè)選擇標(biāo)記 ; 7; 7）多個(gè)單一酶切位點(diǎn)多個(gè)單一酶切位點(diǎn) 8 8）容易轉(zhuǎn)化）容易轉(zhuǎn)化利用選擇標(biāo)記鑒別攜帶外源片段的轉(zhuǎn)化子利用選擇標(biāo)記鑒別攜帶外源片段的轉(zhuǎn)化子 (雙抗菌素對(duì)照篩選）雙抗菌素對(duì)照篩選）建議讀物 .2 .2 基因突變和誘變育種基因突變和誘變育種 一、基因突變一、基因突變野生型菌株：從自然界分離獲得的菌株，野生型菌株：從自然界分離獲得的菌株， 稱之為稱之為?；九囵B(yǎng)基基本培養(yǎng)基(MM)(MM)
8、：滿足野生型菌株生長(zhǎng)最：滿足野生型菌株生長(zhǎng)最 低營(yíng)養(yǎng)要求的合成培養(yǎng)基。低營(yíng)養(yǎng)要求的合成培養(yǎng)基。（一）突變類型（一）突變類型營(yíng)養(yǎng)缺陷型：野生型菌株由于突變而喪失營(yíng)養(yǎng)缺陷型：野生型菌株由于突變而喪失 了了 某種營(yíng)養(yǎng)合成能力，而無(wú)法在基本培某種營(yíng)養(yǎng)合成能力，而無(wú)法在基本培 養(yǎng)基上生長(zhǎng)的變異類型。養(yǎng)基上生長(zhǎng)的變異類型。 表示：表示：基基 因：因：hishis+ +，his his - - ； 表表 型：型：His His + + ，His His - - 抗性突變型：抗性突變型：野生型菌株由于突變而產(chǎn)了對(duì)某些化學(xué)藥物野生型菌株由于突變而產(chǎn)了對(duì)某些化學(xué)藥物或致死物理因子抗性變異類型?；蛑滤牢锢硪蜃涌剐宰?/p>
9、異類型。表示：表示：基基 因：因： strstrr r、strstrs s； tettetr r、tettets s； 表表 型：型：Str Str r r ， Str Str s s 條件致死突變型：條件致死突變型：某些菌株或病毒經(jīng)基因突變后，在某種條件某些菌株或病毒經(jīng)基因突變后，在某種條件可生長(zhǎng)并實(shí)現(xiàn)表型，而在另一條件卻無(wú)法生可生長(zhǎng)并實(shí)現(xiàn)表型，而在另一條件卻無(wú)法生長(zhǎng)繁殖的突變類型。長(zhǎng)繁殖的突變類型。(如溫度敏感突變株：如溫度敏感突變株：Ts）形態(tài)突變株形態(tài)突變株抗原突變株抗原突變株產(chǎn)量突變株產(chǎn)量突變株突變株類型劃分：突變株類型劃分： -選擇性突變株：營(yíng)養(yǎng)缺陷型、抗性選擇性突變株：營(yíng)養(yǎng)缺陷型
10、、抗性 突變型、條件致死突變型突變型、條件致死突變型 -非選擇突變株：形態(tài)、抗原、產(chǎn)量非選擇突變株：形態(tài)、抗原、產(chǎn)量 突變型突變型（二）突變率及其撿出（二）突變率及其撿出突變率：突變率：某一細(xì)胞在每一世代中發(fā)生突變的幾率。常用某一細(xì)胞在每一世代中發(fā)生突變的幾率。常用單位群體中每一世代產(chǎn)生的突變株的數(shù)目來(lái)表單位群體中每一世代產(chǎn)生的突變株的數(shù)目來(lái)表示。示。突變株的撿出及突變率的計(jì)算突變株的撿出及突變率的計(jì)算 撿出方法：撿出方法：1）選擇性突變株）選擇性突變株-營(yíng)養(yǎng)缺陷型營(yíng)養(yǎng)缺陷型 -抗藥性突變抗藥性突變回復(fù)突變回復(fù)突變:（三）基因突變的自發(fā)性與不對(duì)稱性（三）基因突變的自發(fā)性與不對(duì)稱性 突變的自發(fā)性
11、：基因可自發(fā)產(chǎn)生突變。突變的自發(fā)性：基因可自發(fā)產(chǎn)生突變。 （輻射、自身有害物質(zhì)、堿基配對(duì)錯(cuò)誤）（輻射、自身有害物質(zhì)、堿基配對(duì)錯(cuò)誤）突變的不對(duì)應(yīng)性：突變性狀與引起突變突變的不對(duì)應(yīng)性：突變性狀與引起突變 的環(huán)境因素?zé)o直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。的環(huán)境因素?zé)o直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。平板影印培養(yǎng)試驗(yàn)平板影印培養(yǎng)試驗(yàn) (Lederberg)(Lederberg)（四）基因突變及其機(jī)制（四）基因突變及其機(jī)制1 1、誘發(fā)突變、誘發(fā)突變 ( (點(diǎn)突變點(diǎn)突變, , 畸變畸變) )1) 1)點(diǎn)突變點(diǎn)突變(1)(1)堿基置換堿基置換 -轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 -顛換顛換可能的可能的突變型：突變型：錯(cuò)義突變錯(cuò)義突變無(wú)義突變無(wú)義突變同義突變同義突變 相關(guān)的
12、誘變劑相關(guān)的誘變劑直接引起置換：直接引起置換： 亞硝酸、亞硝基胍、羥胺、烷化劑亞硝酸、亞硝基胍、羥胺、烷化劑 間接引起置換：間接引起置換： 堿基類似物堿基類似物（5 5BU, 5-AU)BU, 5-AU)(2(2）移碼突變）移碼突變 DNADNA序列中插入或缺失少數(shù)核苷酸，從序列中插入或缺失少數(shù)核苷酸，從而使該處后面遺傳密碼的閱讀框架發(fā)生改變而使該處后面遺傳密碼的閱讀框架發(fā)生改變的突變。的突變。 2 2）染色體畸變?nèi)旧w畸變 DNADNA分子的大段損傷，包括缺失、重復(fù)、分子的大段損傷，包括缺失、重復(fù)、 插入、易位（轉(zhuǎn)座）和倒拉等。插入、易位（轉(zhuǎn)座）和倒拉等。轉(zhuǎn)座：轉(zhuǎn)座：DNADNA分子通過(guò)非同
13、源重組方式，分子通過(guò)非同源重組方式， 從染色體的某一部位轉(zhuǎn)移到另一部位的從染色體的某一部位轉(zhuǎn)移到另一部位的 現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座因子 凡具有轉(zhuǎn)座作用的凡具有轉(zhuǎn)座作用的DNA序列均稱之序列均稱之。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：-轉(zhuǎn)座作用轉(zhuǎn)座作用-末端重復(fù)序列末端重復(fù)序列-轉(zhuǎn)座酶基因轉(zhuǎn)座酶基因轉(zhuǎn)座因子類型轉(zhuǎn)座因子類型插入序列插入序列轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子(或稱或稱復(fù)合轉(zhuǎn)座子）復(fù)合轉(zhuǎn)座子）轉(zhuǎn)座噬菌體轉(zhuǎn)座噬菌體 a）插入序列）插入序列 (IS) b） 轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子(Tn)轉(zhuǎn)座機(jī)理轉(zhuǎn)座機(jī)理轉(zhuǎn)座子的遺傳效應(yīng)和生物學(xué)意義轉(zhuǎn)座子的遺傳效應(yīng)和生物學(xué)意義（復(fù)制型轉(zhuǎn)座）（復(fù)制型轉(zhuǎn)座）遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)1）插入突變）插入突變2）DNADN
14、A重排重排意義：意義：進(jìn)化，獲得突進(jìn)化，獲得突變株，抗藥性變株，抗藥性鑒定必須基因鑒定必須基因 （五）紫外線對(duì)（五）紫外線對(duì)DNADNA的損傷及其修復(fù)的損傷及其修復(fù)1 1損傷的機(jī)理：損傷的機(jī)理： 形成胸腺嘧啶二聚體形成胸腺嘧啶二聚體2、修復(fù)作用、修復(fù)作用 1）光復(fù)活作用）光復(fù)活作用光解酶光解酶-二聚體復(fù)合二聚體復(fù)合物為光激活物為光激活 2.2.暗修復(fù)作用：暗修復(fù)作用： 3 3、重組修復(fù)、重組修復(fù) 4 4、SOSSOS修復(fù)修復(fù) 二、二、 突變與育種突變與育種（一）自發(fā)突變與育種（一）自發(fā)突變與育種( (定向培育）定向培育）（二）誘變育種（二）誘變育種1 1、基本原則（應(yīng)考慮的問(wèn)題）、基本原則（應(yīng)
15、考慮的問(wèn)題）1 1） 誘變劑的選擇誘變劑的選擇 ( (有效性有效性, ,安全性，簡(jiǎn)便性安全性，簡(jiǎn)便性) )誘變劑誘變效果測(cè)定誘變劑誘變效果測(cè)定（回復(fù)突變率的測(cè)定）（回復(fù)突變率的測(cè)定）-艾姆氏試艾姆氏試 驗(yàn)驗(yàn)( (檢測(cè)三致物質(zhì)）檢測(cè)三致物質(zhì)）2 2）出發(fā)菌株）出發(fā)菌株3 3）誘變菌株的狀態(tài)）誘變菌株的狀態(tài) -處理單胞（孢）懸液處理單胞（孢）懸液 -選擇單倍體或單核細(xì)胞選擇單倍體或單核細(xì)胞4 4）劑量：低劑量；）劑量：低劑量； ( (表示方法表示方法) )5 5）提高檢出效率）提高檢出效率 -利用形態(tài)特征利用形態(tài)特征 -鑒別培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基利用鑒別培養(yǎng)基檢出突變株利用鑒別培養(yǎng)基檢出突變株 -蛋白酶
16、高活性菌株的檢出蛋白酶高活性菌株的檢出 （酪蛋白為（酪蛋白為NN源，加源，加HgClHgCl2 2觀察透明圈）觀察透明圈） -淀粉酶高活性菌株的檢出淀粉酶高活性菌株的檢出 （淀粉為（淀粉為C C源，加源，加I I2 2液觀察透明圈）液觀察透明圈） -有機(jī)酸高產(chǎn)菌株的檢出有機(jī)酸高產(chǎn)菌株的檢出 （培養(yǎng)基加（培養(yǎng)基加CaCOCaCO3 3觀察透明圈）觀察透明圈）6 6）設(shè)計(jì)高效的）設(shè)計(jì)高效的 篩選方案篩選方案 -初篩（數(shù)量、初篩（數(shù)量、 定性）定性） -復(fù)篩（質(zhì)量、復(fù)篩（質(zhì)量、 定量）定量）7 7）創(chuàng)新性的）創(chuàng)新性的 篩選方法篩選方法 2 2、營(yíng)缺型的篩選、營(yíng)缺型的篩選（1 1）三種基本培養(yǎng)基）三種
17、基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基- :- :滿足野生型菌株生長(zhǎng)滿足野生型菌株生長(zhǎng) 最低營(yíng)養(yǎng)要求的組合培養(yǎng)基。最低營(yíng)養(yǎng)要求的組合培養(yǎng)基。完全培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基+ + ：滿足所有營(yíng)缺型菌株滿足所有營(yíng)缺型菌株 生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)要求的天然或半組合培養(yǎng)基。生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)要求的天然或半組合培養(yǎng)基。補(bǔ)充培養(yǎng)基補(bǔ)充培養(yǎng)基AA，B B ：滿足相應(yīng)營(yíng)缺型滿足相應(yīng)營(yíng)缺型 菌株生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)要求的組合或半組合培養(yǎng)基。菌株生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)要求的組合或半組合培養(yǎng)基。（2 2）三類遺傳型個(gè)體）三類遺傳型個(gè)體野生型：從自然界分離獲得的菌株不論野生型：從自然界分離獲得的菌株不論 營(yíng)養(yǎng)狀況如何，均稱為營(yíng)養(yǎng)狀況如何，均稱為。（A+B + ）營(yíng)缺型：野生型菌株經(jīng)誘
18、變由于代謝障礙，營(yíng)缺型：野生型菌株經(jīng)誘變由于代謝障礙，而必須添加某種物質(zhì)才能生長(zhǎng)的突變株。而必須添加某種物質(zhì)才能生長(zhǎng)的突變株。 （A+B - ） （A-B + ） 原養(yǎng)型：營(yíng)缺型回復(fù)突變后的菌株。原養(yǎng)型：營(yíng)缺型回復(fù)突變后的菌株。 （A+B + ） 基本基基本基 完全基完全基 補(bǔ)充基補(bǔ)充基野生型野生型 + + + + +營(yíng)缺型營(yíng)缺型 + + + +原養(yǎng)型原養(yǎng)型 + + + + +（3 3）篩選步驟）篩選步驟 1）誘變）誘變 2）淘汰野生型：抗生素法、菌絲過(guò)濾法）淘汰野生型：抗生素法、菌絲過(guò)濾法 3）檢出：）檢出： 夾層培養(yǎng)法；限量補(bǔ)充法夾層培養(yǎng)法；限量補(bǔ)充法 逐個(gè)檢出法；影印平板法逐個(gè)檢出法；影
19、印平板法 夾層培養(yǎng)法夾層培養(yǎng)法（4 4）鑒定缺陷型）鑒定缺陷型( (生長(zhǎng)譜法生長(zhǎng)譜法) )1 1）制備基本）制備基本 培養(yǎng)基；培養(yǎng)基；2 2）加充分洗）加充分洗 滌菌懸液；滌菌懸液；3 3）加待測(cè)營(yíng)）加待測(cè)營(yíng) 養(yǎng)物；養(yǎng)物；4 4）觀察生長(zhǎng)。）觀察生長(zhǎng)。 定位（點(diǎn)）誘變定位（點(diǎn)）誘變盒式誘變 寡核苷酸引物誘變Strain improvement for fermentation and biocatalysis processes by genetic engineering technology建議讀物.3 .3 基因重組基因重組 基因重組（遺傳重組）：基因重組（遺傳重組）： 兩個(gè)獨(dú)立基因組內(nèi)
20、的遺傳物兩個(gè)獨(dú)立基因組內(nèi)的遺傳物 質(zhì)，通過(guò)一定的途徑轉(zhuǎn)移到一質(zhì)，通過(guò)一定的途徑轉(zhuǎn)移到一起，形成新的穩(wěn)定的基因組過(guò)程。起，形成新的穩(wěn)定的基因組過(guò)程。遺傳工程遺傳工程 -基因重組技術(shù)基因重組技術(shù) 經(jīng)典、同源、生物自然屬性、經(jīng)典、同源、生物自然屬性、 體內(nèi)體內(nèi) -DNA重組技術(shù)：重組技術(shù)： 分子水平、同分子水平、同- 異源、體外異源、體外一、原核生物的基因重組一、原核生物的基因重組 （一）轉(zhuǎn)化（一）轉(zhuǎn)化 受體菌直接吸收供體菌游離的受體菌直接吸收供體菌游離的DNADNA片段而獲得部分遺傳性狀的現(xiàn)片段而獲得部分遺傳性狀的現(xiàn)象。象。1 1、轉(zhuǎn)化的基本條件、轉(zhuǎn)化的基本條件（1 1）感受態(tài)：）感受態(tài)： 受體菌
21、最容易接受外源受體菌最容易接受外源DNA DNA 片段并能實(shí)現(xiàn)片段并能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。 影響因素：影響因素： -遺傳因素（感受態(tài)因子遺傳因素（感受態(tài)因子; ;種屬的特異性；）種屬的特異性；） -外部因素（外部因素（CAMPCAMP、聚乙二醇、二價(jià)陽(yáng)、聚乙二醇、二價(jià)陽(yáng) 離子離子-低溫低滲低溫低滲CaClCaCl處理、培養(yǎng)條件）處理、培養(yǎng)條件） 轉(zhuǎn)化頻率：轉(zhuǎn)化頻率：0.10.11%1%（很低），最高（很低），最高10%10%，質(zhì)粒，質(zhì)粒 為良好的轉(zhuǎn)化因子。為良好的轉(zhuǎn)化因子。 濃度：濃度： 1010-5-5 ug/ml ug/ml結(jié)構(gòu)：一般轉(zhuǎn)化因子都是線狀雙鏈結(jié)構(gòu)：一般轉(zhuǎn)
22、化因子都是線狀雙鏈DNADNA，少數(shù)為，少數(shù)為 線狀單鏈線狀單鏈DNADNA。大?。好恳晦D(zhuǎn)化大小：每一轉(zhuǎn)化DNADNA片段分子量約片段分子量約 1 110107 7， 約占約占 染色體組染色體組0.3%0.3%，平均，平均 1515個(gè)基因。個(gè)基因。（2 2）轉(zhuǎn)化因子）轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子非交換非交換 2 2、轉(zhuǎn)化過(guò)程、轉(zhuǎn)化過(guò)程 1 1）酶解和吸收單鏈）酶解和吸收單鏈2 2）同源區(qū)配對(duì)、）同源區(qū)配對(duì)、 整合整合3 3）復(fù)）復(fù) 制制4 4）形成轉(zhuǎn)化子）形成轉(zhuǎn)化子3.3.轉(zhuǎn)染轉(zhuǎn)染(Tranfection)(Tranfection)提純的病毒提純的病毒DNADNA或或RNARNA進(jìn)入宿主細(xì)胞進(jìn)入宿
23、主細(xì)胞并增殖出正常的病毒后代現(xiàn)象。并增殖出正常的病毒后代現(xiàn)象。 If DNA from a virus is used as the If DNA from a virus is used as the cloning vector, the process is called cloning vector, the process is called transfection.transfection. (Introduction to microbiology, John L. Ingraham )(Introduction to microbiology, John L. Ingraha
24、m ) （二）轉(zhuǎn)導(dǎo)（二）轉(zhuǎn)導(dǎo) 完全缺陷或部分缺陷噬菌體為媒介完全缺陷或部分缺陷噬菌體為媒介, ,使使受體細(xì)胞獲得供體細(xì)胞部分遺傳性狀的現(xiàn)受體細(xì)胞獲得供體細(xì)胞部分遺傳性狀的現(xiàn)象。象。1 1、普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)、普遍轉(zhuǎn)導(dǎo) 完全缺陷噬菌體對(duì)供體任何完全缺陷噬菌體對(duì)供體任何DNADNA小片小片段進(jìn)行段進(jìn)行“誤包誤包”, ,而將其遺傳性狀傳遞給而將其遺傳性狀傳遞給受體菌的現(xiàn)象，包括完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)和流產(chǎn)受體菌的現(xiàn)象，包括完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)和流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)兩種類型。普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)兩種類型。 完全轉(zhuǎn)導(dǎo)完全轉(zhuǎn)導(dǎo) ( (形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子) )感染復(fù)數(shù)：感染的噬菌體數(shù)感染復(fù)數(shù)：感染的噬菌體數(shù)/ /被感染細(xì)胞數(shù)被感染細(xì)胞數(shù)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)：流產(chǎn)轉(zhuǎn)
25、導(dǎo)：( (僅形成一個(gè)轉(zhuǎn)導(dǎo)子僅形成一個(gè)轉(zhuǎn)導(dǎo)子, , 產(chǎn)生小菌落產(chǎn)生小菌落) )經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)入受體菌的供體菌經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)入受體菌的供體菌DNADNA片段片段，在受體菌內(nèi)不交換、整合、在受體菌內(nèi)不交換、整合、復(fù)制，也不迅速消失，僅進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯、性狀表達(dá)轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。復(fù)制，也不迅速消失，僅進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯、性狀表達(dá)轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。 、局限轉(zhuǎn)導(dǎo)、局限轉(zhuǎn)導(dǎo) 部分缺陷的溫和噬菌體把供體菌少數(shù)特定的基因部分缺陷的溫和噬菌體把供體菌少數(shù)特定的基因攜帶到受體菌中并獲得表達(dá)的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。攜帶到受體菌中并獲得表達(dá)的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。 A A、低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（）、低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（）噬菌體感染噬菌體感染）誘導(dǎo)裂解）誘導(dǎo)裂解）不正常切離（低頻轉(zhuǎn)）不正常切離（低頻
26、轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物）導(dǎo)裂解物）（ dgal、 dbio）形成局限轉(zhuǎn)導(dǎo)子）形成局限轉(zhuǎn)導(dǎo)子B B、高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（）、高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（） 1 1）概念）概念低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)(LFT)(LFT)裂解物：溶源裂解物：溶源噬菌體感染后，噬菌體感染后， 帶少數(shù)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體帶少數(shù)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的細(xì)胞的細(xì)胞裂解物。裂解物。雙重溶源菌：同時(shí)感染有正常噬菌體雙重溶源菌：同時(shí)感染有正常噬菌體 和缺陷噬菌體的受體菌。和缺陷噬菌體的受體菌。 ( (來(lái)源：來(lái)源：LFTLFT裂解物以高的感染復(fù)數(shù)感染宿主裂解物以高的感染復(fù)數(shù)感染宿主) )雙重溶源菌雙重溶源菌2 2）高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)：在局限轉(zhuǎn)導(dǎo)中，用雙重溶源）高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)：在局限轉(zhuǎn)導(dǎo)中，用雙重溶源菌誘導(dǎo)后
27、產(chǎn)生的高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物轉(zhuǎn)導(dǎo)受體菌菌誘導(dǎo)后產(chǎn)生的高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物轉(zhuǎn)導(dǎo)受體菌可獲得的高達(dá)可獲得的高達(dá) 50% 50% 的轉(zhuǎn)導(dǎo)子，稱之的轉(zhuǎn)導(dǎo)子，稱之。3）過(guò)程：）過(guò)程：1）雙重溶源菌）雙重溶源菌2）誘導(dǎo)，獲得高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物）誘導(dǎo)，獲得高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物（3 3）溶源轉(zhuǎn)變）溶源轉(zhuǎn)變 溫和噬菌體溫和噬菌體 感染宿主后，宿主通過(guò)感染宿主后，宿主通過(guò)溶源化而獲得免疫性以外新性狀的現(xiàn)溶源化而獲得免疫性以外新性狀的現(xiàn)象。象。白喉毒素：白喉毒素：白喉?xiàng)U菌的白喉?xiàng)U菌的-噬菌體帶有噬菌體帶有“TOX”TOX”基因基因（三）接合（三）接合 接合：通過(guò)細(xì)胞間的直接接觸接合：通過(guò)細(xì)胞間的直接接觸, ,由質(zhì)由質(zhì)粒介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移的
28、現(xiàn)象粒介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象. . 接合子：通過(guò)接合接合子：通過(guò)接合 而獲得新的遺傳而獲得新的遺傳 性狀的受體細(xì)胞。性狀的受體細(xì)胞。 存在方式存在方式: :四種接合型菌株四種接合型菌株1 1、F F - - 2 2、 F F+ + 菌株菌株OritOrit：起始子：起始子3 3、HfrHfr菌株：菌株：高頻重組菌株，高頻重組菌株， F F+ +整合在染色體上整合在染色體上 成為附加體的狀態(tài)，若與成為附加體的狀態(tài)，若與F F - -接合，有很高的重組接合，有很高的重組 頻率。頻率。1 1）細(xì)胞接觸）細(xì)胞接觸2 2）HfrHfr斷裂、斷裂、 轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移、 復(fù)制復(fù)制3 3）接合中斷）接合中斷4 4
29、）形成接合子）形成接合子利用利用接合中斷法繪制染色體圖譜接合中斷法繪制染色體圖譜中斷雜交試驗(yàn)中斷雜交試驗(yàn)基因測(cè)序基因測(cè)序 （鳥(niǎo)槍法）（鳥(niǎo)槍法） 4 4、 F F 菌株菌株（質(zhì)粒帶有部分（質(zhì)粒帶有部分染色體片斷的菌染色體片斷的菌株）株）初生初生F F 菌株菌株次生次生F F 菌株菌株建議讀物建議讀物基因水平轉(zhuǎn)移是細(xì)菌進(jìn)化的主要?jiǎng)恿?微生物功能基因組學(xué) （四）原生質(zhì)體融合（四）原生質(zhì)體融合 通過(guò)人為方法通過(guò)人為方法, ,使遺傳性狀不同的兩使遺傳性狀不同的兩個(gè)個(gè)細(xì)胞的原生質(zhì)體融合細(xì)胞的原生質(zhì)體融合, ,繼而遺傳重組繼而遺傳重組, ,借借以獲得兼有雙親性狀以獲得兼有雙親性狀, ,遺傳性穩(wěn)定的融遺傳性穩(wěn)
30、定的融合子的過(guò)程。合子的過(guò)程。 主要步驟：主要步驟： 1 1）選擇親本）選擇親本2 2）制備原生質(zhì)體）制備原生質(zhì)體3 3）促融）促融4 4）原生質(zhì)體再生）原生質(zhì)體再生5 5）融合子檢出）融合子檢出6 6）篩選）篩選MetabolicengineeringbygenomeshulfflingG.StephanopoulosNature biotechnology 2002, 20, 666-建議讀物：建議讀物：總結(jié)：總結(jié)：.5 .5 菌種衰退、復(fù)壯和保藏菌種衰退、復(fù)壯和保藏菌種衰退現(xiàn)象：形態(tài)、生長(zhǎng)速度、代謝產(chǎn)物、致病性、抗逆性等復(fù)壯：通過(guò)分離純化和測(cè)定，從衰復(fù)壯：通過(guò)分離純化和測(cè)定，從衰 退群體中篩選未退化的個(gè)體。退群體中篩選未退化的個(gè)體。菌種菌種衰退的防止：1）減少傳代次數(shù)2）良好培養(yǎng)條件3）利用不易衰退的細(xì)胞傳代4）菌種的有效保藏菌種的有效保藏菌種保藏相關(guān)問(wèn)題：菌種保藏相關(guān)問(wèn)題：1 1保藏條件：低溫、干燥、無(wú)氧、低保藏條件：低溫、干燥、無(wú)氧、低 營(yíng)養(yǎng)、保護(hù)劑營(yíng)養(yǎng)、保護(hù)劑2 2、菌種的有效管理、菌種的有效管理 保藏機(jī)構(gòu)：保藏機(jī)構(gòu)：ATCCATCC、CCTCCCCTCC3 3、有效的保藏方法、有效的保藏方法 常用保藏方法比較：常用保藏方法比較： 謝謝！
廈大微生物課件 第七章微生物遺傳變異與育種
