第四章微生物的遺傳變異與菌種保藏課件

第一節(jié)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第二節(jié)

微生物的變異現(xiàn)象第三節(jié)

基因突變與基因重組第四節(jié)菌種保藏與復(fù)壯小結(jié)

第四章

微生物的遺傳變異與菌種保藏第一部分

微生物基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第四章微生物的遺傳變異微生物的遺傳性：微生物親代與子代的性狀相似性。微生物的變異性：微生物子代和親代之間性狀的某種差異性。第四章

微生物的遺傳變異

與菌種保藏微生物的遺傳性：微生物親代與子代的性狀相似性。第四章微生一、微生物的遺傳物質(zhì)（一）真核微生物的遺傳物質(zhì)：（二）原核微生物的遺傳物質(zhì)：（三）病毒的遺傳物質(zhì)：DNA或RNADNADNA第一節(jié)微生物的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)一、微生物的遺傳物質(zhì)DNA或RNADNADNA第一節(jié)微生4DNA+Pr2(H2A、H2B、H3、H4）組蛋白八聚體（核心）DNA盤(pán)繞在外核心顆粒H1核小體串聯(lián)串珠狀結(jié)構(gòu)螺線管染色體（一）真核微生物的遺傳物質(zhì)超螺旋4DNA+Pr2(H2A、H2B、H3、H4）組蛋白八聚體（55（二）原核生物的遺傳物質(zhì)裸露環(huán)狀雙鏈DNA存在形式：質(zhì)粒和核質(zhì)（三）病毒的遺傳物質(zhì)DNA或RNA，分布于核心攜帶基因少（二）原核生物的遺傳物質(zhì)裸露環(huán)狀雙鏈DNA（三）病毒的遺傳物（四）質(zhì)粒1.質(zhì)粒的共同特性多為閉合環(huán)狀裸露的DNA分子能自主復(fù)制相溶性或不相溶性所攜帶的基因非細(xì)胞生長(zhǎng)所必須可自然丟失或人工消除可從一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另個(gè)細(xì)菌（四）質(zhì)粒1.質(zhì)粒的共同特性2.醫(yī)學(xué)上重要質(zhì)粒（1）F因子致育因子/性因子，編碼性菌毛，有F因子的

即為F+菌株，與接合作用有關(guān)分布于腸細(xì)菌屬、假單胞菌屬、嗜血桿菌、奈瑟氏球菌、鏈球菌等細(xì)菌中接合作用2.醫(yī)學(xué)上重要質(zhì)粒（1）F因子接合作用（2）R質(zhì)粒（抗藥性因子）接合型：可通過(guò)細(xì)菌間接合進(jìn)行傳遞非接合型：不能通過(guò)接合傳遞，但可通過(guò)轉(zhuǎn)導(dǎo)傳遞。

編碼細(xì)菌對(duì)抗菌藥物或重金屬鹽類(lèi)的耐藥性。（3）Col質(zhì)粒：含有編碼大腸菌素的基因。（4）毒性質(zhì)粒：具有編碼毒素的作用，與

致病菌的毒性有關(guān)。（5）代謝質(zhì)粒：攜帶有能降解某些化學(xué)物

質(zhì)的酶基因。（2）R質(zhì)粒（抗藥性因子）接合型：可通過(guò)細(xì)菌間接合進(jìn)行傳遞基因型：微生物具有的全部基因組，決定于基因。不可逆，可穩(wěn)定遺傳。表型：微生物在特定環(huán)境下表現(xiàn)出的全部性狀。取決于環(huán)境，可逆，不遺傳。

第一節(jié)微生物的變異現(xiàn)象基因型：微生物具有的全部基因組，第一節(jié)微生物的變異現(xiàn)象一、形態(tài)結(jié)構(gòu)變異

鼠疫桿菌多形態(tài)性(衰殘型)

3%～6%NaCl瓊脂培養(yǎng)基一、形態(tài)結(jié)構(gòu)變異3

正常形態(tài)細(xì)菌

L型變異

正常霍亂弧菌霍亂弧菌L型青霉素、溶菌酶抗體或補(bǔ)體正常霍亂弧菌

42～43℃炭疽桿菌不能形成芽胞,毒性減弱

10～20天

0.1%石炭酸變形桿菌（有鞭毛）（無(wú)鞭毛）

第四章微生物的遺傳變異與菌種保藏課件二、菌落特征變異

光滑型菌落粗糙型菌落

S

R原因：失去LPS的特異多糖在陳舊培養(yǎng)基中長(zhǎng)期培養(yǎng)二、菌落特征變異在三、毒力變異

β棒狀噬菌體

白喉棒狀桿菌

獲得白喉毒素三、毒力變異β棒狀噬菌體

白喉棒

牛型結(jié)核桿菌卡介苗

(有毒）(弱毒,保持

抗原性)膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基13年(230代)膽汁、甘油、13年(230代)β-半乳糖苷酶半乳糖苷滲透酶半乳糖苷轉(zhuǎn)酰酶

五、酶活性的變異大腸埃希菌乳糖

含鏈霉素培基痢疾桿菌依賴(lài)鏈霉素株

(耐藥菌株)

四、耐藥性變異五、酶活性的變異大腸埃希菌乳糖含鏈第三節(jié)

基因突變與基因重組一、基因突變突變：遺傳物質(zhì)的核苷酸序列發(fā)生了穩(wěn)定而可遺傳的變化。染色體畸變：指DNA的大段變化（損傷）現(xiàn)象，表現(xiàn)為染色體的插入、缺失、重復(fù)、易位和倒位。基因突變：一對(duì)或少數(shù)幾對(duì)堿基發(fā)生置換、插入或缺失而引起的突變，稱(chēng)點(diǎn)突變。第三節(jié)基因突變與基因重組一、基因突變突變：遺傳物質(zhì)的核苷染色體畸變：較大范圍改變。1、缺失2、重復(fù)3、倒位4、易位染色體畸變：較大范圍改變。1、缺失2、重復(fù)3、倒位4、易位缺失、插入5′….UCACGACAUAUG….3′5′….UCAGCGACAUAUG….3′絲精組蛋絲丙

蘇

酪

5′….UCAGACAUAUG….3′絲天

異亮

插入

缺失

正常C缺失、插入5′….UCACGACAUAUG….3′5′….自然條件下發(fā)生的突變，突變率低。大多數(shù)突變屬此類(lèi)，原因不明。人為的作用，由理化及生物因素誘發(fā)。物理因素：高溫、紫外線、X射線、γ-射線化學(xué)誘變劑：亞硝酸、羥胺、各種烷化劑、

吖啶類(lèi)染料或堿基類(lèi)似物1.自發(fā)突變：2.誘發(fā)突變：（一）引起基因突變的因素自然條件下發(fā)生的突變，突變率低。大多數(shù)突變屬此類(lèi)，原因不明。（二）基因突變的特點(diǎn)不對(duì)應(yīng)性自發(fā)性稀有性獨(dú)立性可誘變性穩(wěn)定性可逆性（二）基因突變的特點(diǎn)不對(duì)應(yīng)性（三）基因突變的類(lèi)型突變株的表型表現(xiàn)檢出方法營(yíng)養(yǎng)缺陷型喪失合成一種或幾種生長(zhǎng)因子的能力，不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)補(bǔ)充培養(yǎng)基抗性突變型產(chǎn)生了對(duì)某種化學(xué)藥物或致死物理因子的抗性藥物培養(yǎng)基條件致死突變型在某種條件下可正常生長(zhǎng)、繁殖并實(shí)現(xiàn)其表型，而在另一條件下卻無(wú)法生長(zhǎng)繁殖培養(yǎng)條件改變其他毒力、產(chǎn)量、代謝產(chǎn)物等（三）基因突變的類(lèi)型突變株的表型表現(xiàn)檢出基因轉(zhuǎn)移：遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)移至受體菌?；蛑亟M：兩個(gè)獨(dú)立基因組內(nèi)的遺傳基因，通過(guò)一定的途徑轉(zhuǎn)移到一起，進(jìn)行交換整合，形成新的穩(wěn)定基因組的過(guò)程。轉(zhuǎn)化基因轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)導(dǎo)

接合

噬菌體轉(zhuǎn)變二、基因轉(zhuǎn)移與重組基因轉(zhuǎn)移：遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)移至受體菌。二、基因轉(zhuǎn)移與重組（一）轉(zhuǎn)化

受體菌直接吸收了來(lái)自供體菌的DNA片段，并整合入受體菌基因組中，從而使受體菌獲得了供體菌的部分遺傳性狀的過(guò)程感受態(tài)：易接受并整合外源DNA的狀態(tài)。轉(zhuǎn)化子非轉(zhuǎn)化子（一）轉(zhuǎn)化感受態(tài)：易接受并整合轉(zhuǎn)化子非轉(zhuǎn)化子26感受態(tài)：電穿孔26感受態(tài)：電穿孔（二）轉(zhuǎn)導(dǎo)

以噬菌體的媒介，把供體菌的DNA片段帶到受體細(xì)胞中，通過(guò)基因重組而使受體菌獲得供體菌部分遺傳性狀的過(guò)程。AB[-][-]his+his+his-（二）轉(zhuǎn)導(dǎo)AB[-][-]his+his+his-28普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)完全轉(zhuǎn)導(dǎo)：流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)完全流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)子28普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)完全轉(zhuǎn)導(dǎo)：流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)完全流轉(zhuǎn)導(dǎo)子（三）接合供體菌通過(guò)性菌毛與受體菌直接接觸，把F質(zhì)粒或其攜帶的基因組片段傳遞給受體菌，使受體菌獲得新遺傳性狀的過(guò)程。（三）接合F+菌株

(雄性菌株)F-菌株

(雌性菌株)F+菌株

(雄性菌株)F-菌株

(雌性菌株)31F++F-

→F++F+F+F-F+F-F+F+F+F+接合機(jī)制：31F++F-→F++F+F+F-F+F-F+F+32

β棒狀噬菌體

白喉棒狀桿菌

獲得白喉毒素（四）溶原性轉(zhuǎn)變（噬菌體轉(zhuǎn)變）溶原菌的DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。32基因轉(zhuǎn)移方式基因來(lái)源

轉(zhuǎn)移方式

轉(zhuǎn)化供體菌直接攝取

接合供體菌性菌毛

轉(zhuǎn)導(dǎo)供體菌噬菌體為載體

溶原性轉(zhuǎn)變噬菌體整合四種基因轉(zhuǎn)移方式的比較基因轉(zhuǎn)移方式基因來(lái)源轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)化供體菌直接攝?。ㄎ澹┘?xì)胞融合

通過(guò)人為的方法，使遺傳性狀不同的兩個(gè)細(xì)胞或原生質(zhì)體進(jìn)行融合，從而獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組子，此方法稱(chēng)為細(xì)胞融合。（五）細(xì)胞融合一、目的第四節(jié)菌種保藏與復(fù)壯不死、不衰、不變、不污染，便于研究、檢驗(yàn)、交換和使用。一、目的第四節(jié)菌種保藏與復(fù)壯不死、不衰、不變、不污染，便1.選用優(yōu)良的純種，最好是休眠體，如分生孢子、芽胞等）2.創(chuàng)造降低代謝活動(dòng)強(qiáng)度，生長(zhǎng)繁殖受抑制，

難以發(fā)生突變的環(huán)境條件。

環(huán)境要素二、菌種保藏的原理及步驟（一）菌種保藏的原理干燥低溫缺氧缺營(yíng)養(yǎng)添加保護(hù)劑等1.選用優(yōu)良的純種，最好是休眠體，如分環(huán)境要素二、菌種保藏的（二）菌種保藏步驟1.挑選特征典型的優(yōu)良純種。2.確定保藏的合適菌體形態(tài)。3.選擇最適宜的保藏方法。4.定期檢查，及時(shí)移種。（二）菌種保藏步驟（一）菌種保藏機(jī)構(gòu)的任務(wù)廣泛收集科研和生產(chǎn)菌種、菌株，并加以妥善保管，使之達(dá)到不死、不衰、不亂以及便于研究、交換和使用的目的。三、菌種保藏機(jī)構(gòu)（一）菌種保藏機(jī)構(gòu)的任務(wù)三、菌種保藏機(jī)構(gòu)

（二）中國(guó)菌種保藏機(jī)構(gòu)中國(guó)醫(yī)學(xué)微生物菌種保藏中心（CMCC）

(歸口衛(wèi)生部)中國(guó)抗生素微生物菌種保藏中心（CACC）

(國(guó)家醫(yī)藥管理局)中國(guó)農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏中心（ACCC）

(歸口中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院)中國(guó)普通微生物菌種保藏中心（CGMCC）

(歸口中國(guó)科學(xué)院)中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏中心（CICC）

(歸口輕工業(yè)總會(huì))中國(guó)林業(yè)微生物菌種保藏中心（CFCC）

(歸口中國(guó)林業(yè)科學(xué)院)中國(guó)獸醫(yī)微生物菌種保藏中心（CVCC(歸口農(nóng)業(yè)部)（二）中國(guó)菌種保藏機(jī)構(gòu)40（三）世界各國(guó)主要菌種保藏機(jī)構(gòu)單位名稱(chēng)單位縮寫(xiě)單位名稱(chēng)單位縮寫(xiě)世界菌種保藏聯(lián)合會(huì)WFCC日本微生物菌種保藏聯(lián)合會(huì)JFCC美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)菌株保藏中心ATCC北海道大學(xué)農(nóng)學(xué)部應(yīng)用微生物教研室AHU美國(guó)農(nóng)業(yè)部北方研究利用發(fā)展部NRRL東京大學(xué)農(nóng)學(xué)部發(fā)酵教研室ATU美國(guó)農(nóng)業(yè)研究服務(wù)處菌中收藏館ARS東京大學(xué)應(yīng)用微生物研究所IAM美國(guó)Upjohn公司菌種保藏部UPJOHN東京大學(xué)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所IID加拿大Alberta大學(xué)霉菌標(biāo)本室UAMH東京大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)菌學(xué)教研室MTU加拿大國(guó)家科學(xué)研究委員會(huì)NRC大阪發(fā)酵研究所IFO法國(guó)典型微生物保藏中心CCTM廣島大學(xué)工業(yè)學(xué)部發(fā)酵工業(yè)系A(chǔ)UT捷克和斯洛伐克國(guó)家菌保會(huì)CNCTC新西蘭植物病害真菌保藏部PDDCC荷蘭真菌中心收藏所CBS德國(guó)科赫研究所RKI英國(guó)國(guó)立典型菌種收藏館NCTC德國(guó)發(fā)酵紅葉研究所微生微生物收藏室MIG英聯(lián)邦真菌研究所CMI德國(guó)微生物研究所菌種收藏室KIM英國(guó)國(guó)立工業(yè)細(xì)菌收藏所NCIB

40（三）世界各國(guó)主要菌種保藏機(jī)構(gòu)單位名稱(chēng)單位單位名稱(chēng)單位廣州工業(yè)微生物檢測(cè)中心菌種保藏庫(kù)廣州工業(yè)微生物檢測(cè)中心菌種保藏庫(kù)四、菌種保藏方法（一）斜面低溫保藏方法：斜面菌種置4～6℃冰箱保藏，

定時(shí)傳代條件：低溫適用范圍：各類(lèi)微生物保藏時(shí)間：1～6個(gè)月四、菌種保藏方法（一）斜面低溫保藏第四章微生物的遺傳變異與菌種保藏課件（二）液體石蠟保藏法方法：斜面菌種，橡皮塞取代棉塞，

加液體石蠟油，置4～6℃冰箱條件：低溫、缺氧適用范圍：各類(lèi)微生物保藏時(shí)間：1～2年（二）液體石蠟保藏法（三）沙土管保藏法方法：將菌種置于干燥砂土管中，

置4～6℃冰箱保藏。條件：低溫、干燥、缺營(yíng)養(yǎng)適用范圍：孢子和芽孢保藏時(shí)間：2～10年。（三）沙土管保藏法（四）-80℃冰箱冷凍保藏法方法：將菌種置安瓿瓶中用脫脂牛奶、血清做保護(hù)劑，置-80℃

冰箱保藏。條件：低溫、缺氧、保護(hù)劑適用范圍：各種微生物保藏時(shí)間：1～5年。（四）-80℃冰箱冷凍保藏法（五）真空冷凍干燥法方法：將菌種置安瓿瓶中用脫脂牛奶、血清做保護(hù)劑，冷凍干燥后，置4～5℃保藏。條件：干燥、低溫、缺氧、保護(hù)劑適用范圍：三菌和病毒（不適用絲狀

真菌）保藏時(shí)間：5～10年（五）真空冷凍干燥法凍干管:廣東省微生物菌種保藏中心凍干管:廣東省微生物菌種保藏中心（五）液氮超低溫保藏法方法：用脫脂牛奶、甘油做保護(hù)劑，保存于-70超低溫冰箱或液氮(-196～-156℃)條件：低溫、保護(hù)劑適用范圍：各類(lèi)微生物保藏時(shí)間：數(shù)年，較理想的方法。（五）液氮超低溫保藏法（六）磁珠保藏法方法：將帶菌磁珠置低溫保藏條件：低溫適用范圍：各類(lèi)微生物保藏時(shí)間：

2～8℃6個(gè)月；-20℃1年；-80℃2年。（六）磁珠保藏法五、菌種的衰退和復(fù)壯（一）菌種衰退生長(zhǎng)緩慢產(chǎn)孢子能力喪失產(chǎn)量降低產(chǎn)物組份改變對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力降低試驗(yàn)用菌株毒力增強(qiáng)或減弱色素改變或消失菌落或形態(tài)特征發(fā)生改變科研用菌株遺傳標(biāo)志丟失1.原有性狀變化五、菌種的衰退和復(fù)壯（一）菌種衰退生長(zhǎng)緩慢1.原有性狀變化控制傳代次數(shù)選擇合適的培養(yǎng)條件采用不同類(lèi)型的細(xì)胞進(jìn)行傳代采用有效的菌種保藏方法2.防止菌種衰退的方法控制傳代次數(shù)2.防止菌種衰退的方法（二）菌種復(fù)壯從衰退的群體中找出未衰退的個(gè)體，達(dá)到恢復(fù)該菌原有典型性狀的措施。

使衰退的菌種恢復(fù)原來(lái)優(yōu)良性狀。

（二）菌種復(fù)壯從衰退的群體中找出未衰退的個(gè)體，使衰退的菌純種分離通過(guò)寄主體內(nèi)生長(zhǎng)進(jìn)行復(fù)壯

淘汰已衰退的個(gè)體（采用比較激烈的理

化條件進(jìn)行處理，死生命力較差的已衰

退個(gè)體）采用有效的菌種保藏方法1.菌種的復(fù)壯措施純種分離1.菌種的復(fù)壯措施菌種復(fù)壯的步驟：純種分離生物學(xué)性狀檢測(cè)生產(chǎn)性能檢測(cè)淘汰衰退的個(gè)體未衰退的繼續(xù)使用或保藏平板劃線法涂布法傾注法單細(xì)胞挑取法采用有效的菌種保藏方法菌種復(fù)壯的步驟：純種分離生物學(xué)性狀檢測(cè)淘汰衰退的個(gè)體平板劃線56（a）傾注（b）涂布A

平板劃線法傾注法涂布法56（a）傾注（b）涂布A平板劃線法1.微生物遺傳與變異：物質(zhì)基礎(chǔ)是核酸。方法主要措施適宜菌種保藏期斜面低溫保藏法低溫廣泛1～6月液體石蠟保藏法低溫，缺氧廣泛1～2年沙土管保藏法干燥，缺營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)芽孢、孢子的微生物2～10年-80℃冰箱保藏法低溫、保護(hù)劑廣泛1～5年真空冷凍干燥法干燥，低溫，無(wú)氧，保護(hù)劑廣泛5～10年或長(zhǎng)期液氮超低溫保藏法超低溫，保護(hù)劑廣泛＞10年磁珠保藏法低溫廣泛6個(gè)月/1年/2年小結(jié)3.復(fù)壯常用的方法有分離純化、通過(guò)宿主復(fù)壯、淘汰已衰退個(gè)體。2.菌種保藏方法比較1.微生物遺傳與變異：物質(zhì)基礎(chǔ)是核酸。方法主要措施適宜菌種保第一節(jié)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第二節(jié)

微生物的變異現(xiàn)象第三節(jié)

基因突變與基因重組第四節(jié)菌種保藏與復(fù)壯小結(jié)

第四章

微生物的遺傳變異與菌種保藏第一部分

微生物基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第四章微生物的遺傳變異微生物的遺傳性：微生物親代與子代的性狀相似性。微生物的變異性：微生物子代和親代之間性狀的某種差異性。第四章

微生物的遺傳變異

與菌種保藏微生物的遺傳性：微生物親代與子代的性狀相似性。第四章微生一、微生物的遺傳物質(zhì)（一）真核微生物的遺傳物質(zhì)：（二）原核微生物的遺傳物質(zhì)：（三）病毒的遺傳物質(zhì)：DNA或RNADNADNA第一節(jié)微生物的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)一、微生物的遺傳物質(zhì)DNA或RNADNADNA第一節(jié)微生61DNA+Pr2(H2A、H2B、H3、H4）組蛋白八聚體（核心）DNA盤(pán)繞在外核心顆粒H1核小體串聯(lián)串珠狀結(jié)構(gòu)螺線管染色體（一）真核微生物的遺傳物質(zhì)超螺旋4DNA+Pr2(H2A、H2B、H3、H4）組蛋白八聚體（625（二）原核生物的遺傳物質(zhì)裸露環(huán)狀雙鏈DNA存在形式：質(zhì)粒和核質(zhì)（三）病毒的遺傳物質(zhì)DNA或RNA，分布于核心攜帶基因少（二）原核生物的遺傳物質(zhì)裸露環(huán)狀雙鏈DNA（三）病毒的遺傳物（四）質(zhì)粒1.質(zhì)粒的共同特性多為閉合環(huán)狀裸露的DNA分子能自主復(fù)制相溶性或不相溶性所攜帶的基因非細(xì)胞生長(zhǎng)所必須可自然丟失或人工消除可從一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另個(gè)細(xì)菌（四）質(zhì)粒1.質(zhì)粒的共同特性2.醫(yī)學(xué)上重要質(zhì)粒（1）F因子致育因子/性因子，編碼性菌毛，有F因子的

即為F+菌株，與接合作用有關(guān)分布于腸細(xì)菌屬、假單胞菌屬、嗜血桿菌、奈瑟氏球菌、鏈球菌等細(xì)菌中接合作用2.醫(yī)學(xué)上重要質(zhì)粒（1）F因子接合作用（2）R質(zhì)粒（抗藥性因子）接合型：可通過(guò)細(xì)菌間接合進(jìn)行傳遞非接合型：不能通過(guò)接合傳遞，但可通過(guò)轉(zhuǎn)導(dǎo)傳遞。

編碼細(xì)菌對(duì)抗菌藥物或重金屬鹽類(lèi)的耐藥性。（3）Col質(zhì)粒：含有編碼大腸菌素的基因。（4）毒性質(zhì)粒：具有編碼毒素的作用，與

致病菌的毒性有關(guān)。（5）代謝質(zhì)粒：攜帶有能降解某些化學(xué)物

質(zhì)的酶基因。（2）R質(zhì)粒（抗藥性因子）接合型：可通過(guò)細(xì)菌間接合進(jìn)行傳遞基因型：微生物具有的全部基因組，決定于基因。不可逆，可穩(wěn)定遺傳。表型：微生物在特定環(huán)境下表現(xiàn)出的全部性狀。取決于環(huán)境，可逆，不遺傳。

第一節(jié)微生物的變異現(xiàn)象基因型：微生物具有的全部基因組，第一節(jié)微生物的變異現(xiàn)象一、形態(tài)結(jié)構(gòu)變異

鼠疫桿菌多形態(tài)性(衰殘型)

3%～6%NaCl瓊脂培養(yǎng)基一、形態(tài)結(jié)構(gòu)變異3

正常形態(tài)細(xì)菌

L型變異

正常霍亂弧菌霍亂弧菌L型青霉素、溶菌酶抗體或補(bǔ)體正?；魜y弧菌

42～43℃炭疽桿菌不能形成芽胞,毒性減弱

10～20天

0.1%石炭酸變形桿菌（有鞭毛）（無(wú)鞭毛）

第四章微生物的遺傳變異與菌種保藏課件二、菌落特征變異

光滑型菌落粗糙型菌落

S

R原因：失去LPS的特異多糖在陳舊培養(yǎng)基中長(zhǎng)期培養(yǎng)二、菌落特征變異在三、毒力變異

β棒狀噬菌體

白喉棒狀桿菌

獲得白喉毒素三、毒力變異β棒狀噬菌體

白喉棒

牛型結(jié)核桿菌卡介苗

(有毒）(弱毒,保持

抗原性)膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基13年(230代)膽汁、甘油、13年(230代)β-半乳糖苷酶半乳糖苷滲透酶半乳糖苷轉(zhuǎn)酰酶

五、酶活性的變異大腸埃希菌乳糖

含鏈霉素培基痢疾桿菌依賴(lài)鏈霉素株

(耐藥菌株)

四、耐藥性變異五、酶活性的變異大腸埃希菌乳糖含鏈第三節(jié)

基因突變與基因重組一、基因突變突變：遺傳物質(zhì)的核苷酸序列發(fā)生了穩(wěn)定而可遺傳的變化。染色體畸變：指DNA的大段變化（損傷）現(xiàn)象，表現(xiàn)為染色體的插入、缺失、重復(fù)、易位和倒位?；蛲蛔儯阂粚?duì)或少數(shù)幾對(duì)堿基發(fā)生置換、插入或缺失而引起的突變，稱(chēng)點(diǎn)突變。第三節(jié)基因突變與基因重組一、基因突變突變：遺傳物質(zhì)的核苷染色體畸變：較大范圍改變。1、缺失2、重復(fù)3、倒位4、易位染色體畸變：較大范圍改變。1、缺失2、重復(fù)3、倒位4、易位缺失、插入5′….UCACGACAUAUG….3′5′….UCAGCGACAUAUG….3′絲精組蛋絲丙

蘇

酪

5′….UCAGACAUAUG….3′絲天

異亮

插入

缺失

正常C缺失、插入5′….UCACGACAUAUG….3′5′….自然條件下發(fā)生的突變，突變率低。大多數(shù)突變屬此類(lèi)，原因不明。人為的作用，由理化及生物因素誘發(fā)。物理因素：高溫、紫外線、X射線、γ-射線化學(xué)誘變劑：亞硝酸、羥胺、各種烷化劑、

吖啶類(lèi)染料或堿基類(lèi)似物1.自發(fā)突變：2.誘發(fā)突變：（一）引起基因突變的因素自然條件下發(fā)生的突變，突變率低。大多數(shù)突變屬此類(lèi)，原因不明。（二）基因突變的特點(diǎn)不對(duì)應(yīng)性自發(fā)性稀有性獨(dú)立性可誘變性穩(wěn)定性可逆性（二）基因突變的特點(diǎn)不對(duì)應(yīng)性（三）基因突變的類(lèi)型突變株的表型表現(xiàn)檢出方法營(yíng)養(yǎng)缺陷型喪失合成一種或幾種生長(zhǎng)因子的能力，不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)補(bǔ)充培養(yǎng)基抗性突變型產(chǎn)生了對(duì)某種化學(xué)藥物或致死物理因子的抗性藥物培養(yǎng)基條件致死突變型在某種條件下可正常生長(zhǎng)、繁殖并實(shí)現(xiàn)其表型，而在另一條件下卻無(wú)法生長(zhǎng)繁殖培養(yǎng)條件改變其他毒力、產(chǎn)量、代謝產(chǎn)物等（三）基因突變的類(lèi)型突變株的表型表現(xiàn)檢出基因轉(zhuǎn)移：遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)移至受體菌?；蛑亟M：兩個(gè)獨(dú)立基因組內(nèi)的遺傳基因，通過(guò)一定的途徑轉(zhuǎn)移到一起，進(jìn)行交換整合，形成新的穩(wěn)定基因組的過(guò)程。轉(zhuǎn)化基因轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)導(dǎo)

接合

噬菌體轉(zhuǎn)變二、基因轉(zhuǎn)移與重組基因轉(zhuǎn)移：遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)移至受體菌。二、基因轉(zhuǎn)移與重組（一）轉(zhuǎn)化

受體菌直接吸收了來(lái)自供體菌的DNA片段，并整合入受體菌基因組中，從而使受體菌獲得了供體菌的部分遺傳性狀的過(guò)程感受態(tài)：易接受并整合外源DNA的狀態(tài)。轉(zhuǎn)化子非轉(zhuǎn)化子（一）轉(zhuǎn)化感受態(tài)：易接受并整合轉(zhuǎn)化子非轉(zhuǎn)化子83感受態(tài)：電穿孔26感受態(tài)：電穿孔（二）轉(zhuǎn)導(dǎo)

以噬菌體的媒介，把供體菌的DNA片段帶到受體細(xì)胞中，通過(guò)基因重組而使受體菌獲得供體菌部分遺傳性狀的過(guò)程。AB[-][-]his+his+his-（二）轉(zhuǎn)導(dǎo)AB[-][-]his+his+his-85普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)完全轉(zhuǎn)導(dǎo)：流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)完全流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)子28普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)完全轉(zhuǎn)導(dǎo)：流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)完全流轉(zhuǎn)導(dǎo)子（三）接合供體菌通過(guò)性菌毛與受體菌直接接觸，把F質(zhì)?；蚱鋽y帶的基因組片段傳遞給受體菌，使受體菌獲得新遺傳性狀的過(guò)程。（三）接合F+菌株

(雄性菌株)F-菌株

(雌性菌株)F+菌株

(雄性菌株)F-菌株

(雌性菌株)88F++F-

→F++F+F+F-F+F-F+F+F+F+接合機(jī)制：31F++F-→F++F+F+F-F+F-F+F+89

β棒狀噬菌體

白喉棒狀桿菌

獲得白喉毒素（四）溶原性轉(zhuǎn)變（噬菌體轉(zhuǎn)變）溶原菌的DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。32基因轉(zhuǎn)移方式基因來(lái)源

轉(zhuǎn)移方式

轉(zhuǎn)化供體菌直接攝取

接合供體菌性菌毛

轉(zhuǎn)導(dǎo)供體菌噬菌體為載體

溶原性轉(zhuǎn)變噬菌體整合四種基因轉(zhuǎn)移方式的比較基因轉(zhuǎn)移方式基因來(lái)源轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)化供體菌直接攝?。ㄎ澹┘?xì)胞融合

通過(guò)人為的方法，使遺傳性狀不同的兩個(gè)細(xì)胞或原生質(zhì)體進(jìn)行融合，從而獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組子，此方法稱(chēng)為細(xì)胞融合。（五）細(xì)胞融合一、目的第四節(jié)菌種保藏與復(fù)壯不死、不衰、不變、不污染，便于研究、檢驗(yàn)、交換和使用。一、目的第四節(jié)菌種保藏與復(fù)壯不死、不衰、不變、不污染，便1.選用優(yōu)良的純種，最好是休眠體，如分生孢子、芽胞等）2.創(chuàng)造降低代謝活動(dòng)強(qiáng)度，生長(zhǎng)繁殖受抑制，

難以發(fā)生突變的環(huán)境條件。

環(huán)境要素二、菌種保藏的原理及步驟（一）菌種保藏的原理干燥低溫缺氧缺營(yíng)養(yǎng)添加保護(hù)劑等1.選用優(yōu)良的純種，最好是休眠體，如分環(huán)境要素二、菌種保藏的（二）菌種保藏步驟1.挑選特征典型的優(yōu)良純種。2.確定保藏的合適菌體形態(tài)。3.選擇最適宜的保藏方法。4.定期檢查，及時(shí)移種。（二）菌種保藏步驟（一）菌種保藏機(jī)構(gòu)的任務(wù)廣泛收集科研和生產(chǎn)菌種、菌株，并加以妥善保管，使之達(dá)到不死、不衰、不亂以及便于研究、交換和使用的目的。三、菌種保藏機(jī)構(gòu)（一）菌種保藏機(jī)構(gòu)的任務(wù)三、菌種保藏機(jī)構(gòu)

（二）中國(guó)菌種保藏機(jī)構(gòu)中國(guó)醫(yī)學(xué)微生物菌種保藏中心（CMCC）

(歸口衛(wèi)生部)中國(guó)抗生素微生物菌種保藏中心（CACC）

(國(guó)家醫(yī)藥管理局)中國(guó)農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏中心（ACCC）

(歸口中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院)中國(guó)普通微生物菌種保藏中心（CGMCC）

(歸口中國(guó)科學(xué)院)中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏中心（CICC）

(歸口輕工業(yè)總會(huì))中國(guó)林業(yè)微生物菌種保藏中心（CFCC）

(歸口中國(guó)林業(yè)科學(xué)院)中國(guó)獸醫(yī)微生物菌種保藏中心（CVCC(歸口農(nóng)業(yè)部)（二）中國(guó)菌種保藏機(jī)構(gòu)97（三）世界各國(guó)主要菌種保藏機(jī)構(gòu)單位名稱(chēng)單位縮寫(xiě)單位名稱(chēng)單位縮寫(xiě)世界菌種保藏聯(lián)合會(huì)WFCC日本微生物菌種保藏聯(lián)合會(huì)JFCC美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)菌株保藏中心ATCC北海道大學(xué)農(nóng)學(xué)部應(yīng)用微生物教研室AHU美國(guó)農(nóng)業(yè)部北方研究利用發(fā)展部NRRL東京大學(xué)農(nóng)學(xué)部發(fā)酵教研室ATU美國(guó)農(nóng)業(yè)研究服務(wù)處菌中收藏館ARS東京大學(xué)應(yīng)用微生物研究所IAM美國(guó)Upjohn公司菌種保藏部UPJOHN東京大學(xué)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所IID加拿大Alberta大學(xué)霉菌標(biāo)本室UAMH東京大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)菌學(xué)教研室MTU加拿大國(guó)家科學(xué)研究委員會(huì)NRC大阪發(fā)酵研究所IFO法國(guó)典型微生物保藏中心CCTM廣島大學(xué)工業(yè)學(xué)部發(fā)酵工業(yè)系A(chǔ)UT捷克和斯洛伐克國(guó)家菌保會(huì)CNCTC新西蘭植物病害真菌保藏部PDDCC荷蘭真菌中心收藏所CBS德國(guó)科赫研究所RKI英國(guó)國(guó)立典型菌種收藏館NCTC德國(guó)發(fā)酵紅葉研究所微生微生物收藏室MIG英聯(lián)邦真菌研究所CMI德國(guó)微生物研究所菌種收藏室KIM英國(guó)國(guó)立工業(yè)細(xì)菌收藏所NCIB

40（三）世界各國(guó)主要菌種保藏機(jī)構(gòu)單位名稱(chēng)單位單位名稱(chēng)單位廣州工業(yè)微生物檢測(cè)中心菌種保藏庫(kù)廣州工業(yè)微生物檢測(cè)中心菌種保藏庫(kù)四、菌種保藏方法（一）斜面低溫保藏方法：斜面菌種置4～6℃冰箱保藏，

定時(shí)傳代條件：低溫適用范圍：各類(lèi)微生物保藏時(shí)間：1～6個(gè)月四、菌種保藏方法（一）斜面低溫保藏第四章微生物的遺傳變異與菌種保藏課件（二）液體石蠟保藏法方法：斜面菌種，橡皮塞取代棉塞，

加液體石蠟油，置4～6℃冰箱條件：低溫、缺氧適用范圍：各類(lèi)微生物保藏時(shí)間：1～2年（二）液體石蠟保藏法（三）沙土管保藏法方法：將菌種置于干燥砂土管中，

置4～6℃冰箱保藏。條件：低溫、干燥、缺營(yíng)養(yǎng)適用范圍