第六章細(xì)菌的遺傳變異

1、第六章細(xì)菌的遺傳變異遺傳是指子代細(xì)菌所表現(xiàn)出的性狀與親代相同或相似，它能使細(xì)菌的性狀保持相對穩(wěn)定,保持物種延續(xù)。變異是指子代細(xì)菌所表現(xiàn)的性狀與親代不同,它能使物種不斷進(jìn)化,逐漸由低級向高級進(jìn)化。 細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是DNA。 包括： 1、基因組 2、質(zhì)粒 3、轉(zhuǎn)位因子 4、毒力島 第一節(jié) 常見的細(xì)菌變異現(xiàn)象 一、形態(tài)與結(jié)構(gòu)變異（一）形態(tài)變異 細(xì)菌在不良生長環(huán)境下出現(xiàn)的形態(tài)變異例如：衰老型、L型細(xì)菌病原菌在動物特定組織器官中的形態(tài)變異例如：豬丹毒桿菌、炭疽桿菌形態(tài)變異多數(shù)是非遺傳性的，將其恢復(fù)到正常環(huán)境，形態(tài)即可復(fù)原。（二）結(jié)構(gòu)變異1、莢膜變異 有莢膜的細(xì)菌在特定的條件下可失去莢膜，此種變異有的

2、能遺傳有的不能遺傳。例如：炭疽桿菌（非遺傳性）無毒炭疽芽孢苗（遺傳性）2、芽孢變異 有些能形成芽孢的細(xì)菌變異后可失去產(chǎn)生芽孢的特性。 例如：炭疽桿菌（遺傳性）3、鞭毛變異 一些有鞭毛的細(xì)菌變異后可失去鞭毛，此為鞭毛變異,即HO變異。例如：變形桿菌，H型菌O型菌的變異 二、菌落變異 細(xì)菌的菌落類型：光滑型（S型） 表面光滑、濕潤、邊緣整齊粗糙型 (R型) 表面粗糙、枯干、邊緣不整齊變異類型：絕大多數(shù)細(xì)菌的菌落變異為SR變異少數(shù)細(xì)菌為RS變異菌落變異常伴隨細(xì)菌毒力、生化特性、抗原性等的變異。 三、毒力變異細(xì)菌的毒力可由強(qiáng)變?nèi)酰部捎扇踝儚?qiáng)。由于細(xì)菌毒力可發(fā)生變異，所以實(shí)驗(yàn)室保存細(xì)菌時(shí)，除采用低溫及

3、凍干法外、還應(yīng)定期通過易感動物。四、抗原性變異微生物的各種結(jié)構(gòu)成分、如莢膜、鞭毛、菌毛、細(xì)胞壁、囊膜、衣殼蛋白等都具有抗原性?？乖宰儺惓Ｒ娙N： 原有的某種抗原消失 原有的抗原結(jié)構(gòu)發(fā)生改變使抗原性改變 表面抗原丟失后，內(nèi)部抗原暴露抗原性變異只有用血清學(xué)方法才可檢測出來。抗原性變異常給微生物的鑒定和傳染病的預(yù)防帶來一定的困難。 五、耐藥性變異 原來對某種抗菌藥物敏感的細(xì)菌，變異后可產(chǎn)生對該藥物的耐藥性，此稱耐藥性變異。 由于濫用抗生素，導(dǎo)致具有耐藥性的病原菌越來越多，造成嚴(yán)重后果。有鑒于此，在獸醫(yī)臨床上一方面要注意選用敏感藥物，另一方面要合理使用抗生素。第二節(jié) 細(xì)菌變異的機(jī)制一、非遺傳性變異是

4、由于外界環(huán)境的改變而引起的暫時(shí)的表現(xiàn)型的改變，其基因沒有發(fā)生改變，當(dāng)環(huán)境條件恢復(fù)時(shí)，細(xì)菌又能恢復(fù)原來的性狀。此種變異不能遺傳。其發(fā)生多數(shù)由于誘導(dǎo)而產(chǎn)生。二、遺傳性變異 是由于基因改變而引起的變異，能遺傳。發(fā)生的機(jī)制有兩種：基因突變基因重組（一）基因突變(gene mutation) 是由于細(xì)菌的遺傳物質(zhì)偶然發(fā)生改變而引起的變異，這種改變與外來的DNA無關(guān)。按發(fā)生改變的范圍大小，分為點(diǎn)突變與染色體畸變兩種。1、點(diǎn)突變是指DNA分子中的某一點(diǎn)發(fā)生了改變,例如在某一點(diǎn)增加或減少了堿基、原來堿基被其他堿基置換、堿基倒置等。2、染色體畸變是指DNA分子中某一段發(fā)生了改變，例如在DNA分子的某一部位增加或

5、減少了一段DNA、DNA片斷易位、倒轉(zhuǎn)等。突變率基因突變是由于細(xì)菌在復(fù)制自身DNA時(shí)發(fā)生錯誤而引起，這種復(fù)制錯誤在任何微生物都可發(fā)生，發(fā)生的頻率（即突變率）為104109之間，即每繁殖1萬到10億個菌體可出現(xiàn)一次。（二）基因的轉(zhuǎn)移與重組 是指細(xì)菌等微生物，從外源獲得DNA，與本身的DNA重新組合而引起的變異。基因轉(zhuǎn)移與重組的5種方式： 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)導(dǎo) 轉(zhuǎn)換 接合 原生質(zhì)體融合1、轉(zhuǎn)化（transformation） 是指一種細(xì)菌從外界環(huán)境直接攝取了另一種細(xì)菌游離的DNA，二種菌的DNA重新組合而引起的變異。如肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化。2、轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction） 是指以溫和噬菌體為媒介，將供體菌的

6、DNA片斷攜帶到受體菌中，引起遺傳物質(zhì)的重組而導(dǎo)致的變異。獲得新遺傳性狀的受體菌稱轉(zhuǎn)導(dǎo)子。3、轉(zhuǎn)換（conversion） 是指溫和噬菌體將自身遺傳物質(zhì)整合到細(xì)菌DNA中，而導(dǎo)致的變異。4、接合（conjugation） 是指細(xì)菌通過性菌毛接觸，由供體菌將質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移給受體菌而引起的變異。5、原生質(zhì)體融合（protoplast fusion）是指通過人為的方法，使兩種細(xì)菌細(xì)胞的原生質(zhì)體發(fā)生融合，并發(fā)生重組，產(chǎn)生新性狀的個體。第三節(jié) 人工獲得微生物 變異品系的方法一、篩選即從自然界去找我們所需性狀的菌株或毒株,很多制疫苗的弱毒株就是從自然界篩選出來的。二、人工誘變即利用理化的或生物學(xué)方法來處理

7、微生物，使其性狀發(fā)生變異，然后從中篩選我們所需要的菌株或毒株。此法比單純篩選更容易得到變異株，但仍無方向性，故誘變后還需篩選。誘變劑用來誘發(fā)微生物變異的各種因素稱誘變劑，有物理性誘變劑有、化學(xué)誘變劑和生物誘變因素。 物理性誘變劑溫度紫外線激光X射線射線射線等 化學(xué)誘變劑有亞硝酸、烷化劑、5溴尿嘧啶、5氟尿嘧啶、2氨基嘌呤、8氮鳥嘌呤等。這些化學(xué)物質(zhì)，或能引起DNA及其堿基對發(fā)生化學(xué)變構(gòu)，或能摻入DNA分子中置換其天然堿基，或能插入DNA雙螺旋的鄰接堿基對之間，而導(dǎo)致細(xì)菌變異。 生物誘變因素除噬菌體外，也常把微生物連續(xù)通過非易感動物、雞胚或組織培養(yǎng)細(xì)胞，進(jìn)行誘變育種，此種方法是使病原微生物毒力減弱的常用方法。三、基因工程是用人工方法將所需要的某一供體生物的DNA提取出來，再用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙盖懈睿瑢⑶邢碌哪康幕蚺c載體DNA(質(zhì)粒、噬菌體或病毒)連接，然后與載體一起導(dǎo)入受體細(xì)胞（大腸桿菌、酵母菌等），使其隨受體細(xì)胞的分裂而復(fù)制并編碼出目的基因的產(chǎn)物?；蚬こ碳夹g(shù)的應(yīng)用利用基因工程技術(shù)可使微生