微生物的遺傳變異和育種

關(guān)于微生物的遺傳變異和育種第1頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月幾個概念遺傳(heredity)變異(variation)遺傳型(genotype)表型(phenotype)飾變(modification)第2頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)

三個經(jīng)典實驗

轉(zhuǎn)化實驗噬菌體的感染實驗病毒的拆開和重建實驗第3頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）轉(zhuǎn)化實驗實驗材料：StreptococcuspneumoniaeStreptococcuspneumoniae的幾種形態(tài)S型和R型第4頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)化實驗第5頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)化實驗第6頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

從活的S菌中抽提各種細(xì)胞成分（DNA，蛋白質(zhì)，莢膜多糖等），并對各組分進(jìn)行轉(zhuǎn)化試驗第8頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）噬菌體感染實驗第9頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

實驗材料：E.coli

噬菌體第10頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）病毒的拆開和重建實驗(TMV和HRV)第11頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論核酸是負(fù)載遺傳信息的真正物質(zhì)基礎(chǔ)第12頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月二、遺傳物質(zhì)在細(xì)胞中的存在方式(一)細(xì)胞水平(二)細(xì)胞核水平(三)染色體水平(四)核酸水平(五)基因水平(六)密碼子水平(七)核苷酸水平

核酸的七個水平第13頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月遺傳物質(zhì)類型核基因組真核生物的原核生物的核外染色體真核生物的原核生物的細(xì)胞質(zhì)基因線粒體葉綠體等共生生物2um質(zhì)粒等F因子(F質(zhì)粒)R因子(R質(zhì)粒)Col質(zhì)粒Ti質(zhì)粒巨大質(zhì)粒降解性質(zhì)粒等有核膜包裹的真核(DNA+組蛋白)無核膜包裹的核區(qū)(環(huán)狀雙鏈DNA)(二)細(xì)胞核水平第14頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月原核生物的質(zhì)粒1.質(zhì)粒的定義指游離于原核生物核基因組以外，具有獨立復(fù)制能力的小型共價閉合環(huán)狀的dsDNA分子，即cccDNA(circularcovalentlyclosedDNA)。第15頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2.特點超螺旋結(jié)構(gòu)；攜帶某些特殊功能的基因（核基因組上所缺少），如具有接合、產(chǎn)毒、抗藥、固氮或降解環(huán)境毒物功能的基因；某些質(zhì)粒可與核染色體發(fā)生整合或脫離—附加體；當(dāng)用一些理化因素處理時，可使子代細(xì)胞中的質(zhì)粒消除，如丫啶類染料、絲裂霉素、紫外線或高溫等因素；具有重組的功能—質(zhì)粒與質(zhì)粒間、質(zhì)粒與染色體之間；有些質(zhì)粒不表現(xiàn)任何功能—隱蔽性質(zhì)粒；第16頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月3.質(zhì)粒的種類

按其復(fù)制與核染色體的復(fù)制是否同步嚴(yán)緊型質(zhì)粒(stringentreplicationplasmid)

松弛型復(fù)制控制質(zhì)粒(relaxedreplicationplasmid)

按其功能接合性質(zhì)粒：如F質(zhì)?？顾幮再|(zhì)粒：如R質(zhì)粒產(chǎn)細(xì)菌素的質(zhì)粒：如Col質(zhì)粒具有生理功能的質(zhì)粒：如固氮的mega質(zhì)粒、降解質(zhì)粒等產(chǎn)毒質(zhì)粒：如Ti質(zhì)粒第17頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月4.典型質(zhì)粒簡介1）F質(zhì)粒(Fplasmid)是E.coli等細(xì)菌決定性別并有轉(zhuǎn)移功能的質(zhì)粒。

第18頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2）R質(zhì)粒(Rplasmid,resistanceplasmid)第19頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月3）Col質(zhì)粒(colplasmid)大腸桿菌素

是一類由E.coli某些菌株所產(chǎn)生的細(xì)菌素，具有通過復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯或能量代謝等方式而專一性地殺死它種腸道菌或同種其他菌株的能力，由Col質(zhì)粒編碼；第20頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月4）Ti質(zhì)粒(tumorinducingplasmid)Agrobacteriumtumefaciens（根癌土壤桿菌）從一些雙子葉植物的受傷根部侵入，最后在其中溶解，釋放出Ti質(zhì)粒，其上的T-DNA片段與植物細(xì)胞中的核染色體組發(fā)生整合，合成正常菌株所沒有的冠癭堿類，破壞控制細(xì)胞分裂的激素調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從而使它轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞。第21頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月致癌區(qū)冠嬰堿合成區(qū)冠嬰堿分解區(qū)Ti質(zhì)粒接合轉(zhuǎn)移區(qū)(tra)毒性區(qū)(vir)DNA復(fù)制區(qū)(rep)6個功能區(qū)：第22頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

可遺傳變異不可遺傳變異-----飾變基因突變?nèi)旧w畸變生物的變異突變基因重組第23頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)基因突變和誘變育種一、基因突變（genemutation）

（一）定義核酸上一對或幾對堿基突然發(fā)生的可遺傳的變化。第24頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）基因突變的類型基因突變的類型有哪些？哪些突變型是選擇性突變株？哪些是非選擇性突變株？為什么？舉例說明如何篩選抗性突變株？第25頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月突變株的表型選擇性突變株非選擇性突變株營養(yǎng)缺陷型抗性突變型條件致死突變型形態(tài)突變型抗原突變型產(chǎn)量突變型第26頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）突變率每一個細(xì)胞在每一世代中發(fā)生某一性狀突變的幾率；自發(fā)突變幾率一般在10-6~10-9范圍內(nèi)；突變率為10-9的含義第27頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月抗性突變是最常見的突變類型；細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性的途徑基因突變抗藥性質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移生理適應(yīng)由基因突變引起的抗藥性的原因？第28頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月兩種觀點：突變的性狀與引起突變的原因間呈對應(yīng)性—抗性突變株的產(chǎn)生是由環(huán)境因素誘發(fā)出來的，屬定向變異；突變是自發(fā)產(chǎn)生的，與環(huán)境是否存在該物質(zhì)無關(guān)。第29頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月1.變量試驗（fluctuationtest）實驗設(shè)計者美國的魯里亞和德爾波留克根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理設(shè)計；時間：1943年實驗材料：對T1噬菌體敏感的大腸桿菌實驗?zāi)康尿炞C突變的性狀與引起突變的原因間有無直接對應(yīng)關(guān)系實驗過程第30頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月103/mL24-36h第31頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月如果突變的性狀與引起突變的原因間呈對應(yīng)性結(jié)果如何？如何解釋得到的實驗結(jié)果？噬菌體的作用？實驗結(jié)果討論第32頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月突變的發(fā)生在時間上是隨機的第33頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2.涂布試驗（Newcombeexperiment）實驗設(shè)計者1949年紐康布實驗材料對T1噬菌體敏感的大腸桿菌采用固體平板培養(yǎng)實驗過程第34頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月突變率的計算接種時每一平皿的細(xì)胞數(shù)：5×104培養(yǎng)5h后每一平皿的細(xì)胞數(shù)：

5×104×212.3（5100）=2.6×1086個平皿上共發(fā)現(xiàn)28個突變菌落突變率=突變的細(xì)胞數(shù)/增加的細(xì)胞總數(shù)

=28/6×（2.6×108-5×104）=1.8×10-8第36頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月3.平板影印試驗（replicaplating）實驗設(shè)計者1952年，美國的萊德伯格夫婦實驗材料E.coliK12實驗過程第37頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月Lederberg的平板培養(yǎng)法第38頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）突變的特點不對應(yīng)性自發(fā)性稀有性獨立性誘變性穩(wěn)定性可逆性第40頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(五)基因突變及其機制突變誘變自發(fā)突變基因突變?nèi)旧w畸變：缺失、添加、易位、倒位堿基置換移碼突變

轉(zhuǎn)換顛換

缺失

添加第41頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月誘變劑：凡能顯著提高突變頻率的理化因子；1）堿基置換轉(zhuǎn)換（transition）嘌呤被嘌呤所置換或嘧啶被嘧啶所置換顛換（transversion）嘌呤被嘧啶所置換或嘧啶被嘌呤所置換1.誘發(fā)突變第42頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月直接引起置換的誘變劑直接與核酸的堿基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體內(nèi)或離體均有作用。如：亞硝酸、羥胺、和各種烷化劑；間接引起置換的誘變劑通過活細(xì)胞的代謝活動摻入到DNA分子中后引起的變化。如：堿基類似物；誘變劑種類第43頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2）移碼突變

DNA分子中的一個或少數(shù)幾個核苷酸的增添或缺失，從而使該部位后面的全部遺傳密碼發(fā)生轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯錯誤的一類突變；誘變劑種類：丫啶類染料（原黃素、丫啶黃、丫啶橙、-氨基丫啶等）和ICR類化合物；第44頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月3）染色體畸變某些強烈理化因子，如電離輻射（X射線等）和烷化劑、亞硝酸等引起DNA分子的大片段損傷；染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、插入、易位和倒位；染色體數(shù)目的變化；第45頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月染色體的易位

轉(zhuǎn)座DNA序列通過非同源重組的方式，從染色體某一部位轉(zhuǎn)移到同一染色體上另一部位或其他染色體上某一部位的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)座(因)子IS插入序列(insertionsequence)Tn轉(zhuǎn)座子(transposon)Mu噬菌體(mutatorphage)ababab第46頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2.自發(fā)突變(spontaneousmutation)1、由背景輻射和環(huán)境因素引起；2、由微生物自身有害代謝物引起；3、由DNA復(fù)制過程中堿基配對錯誤引起等。第47頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月（六）紫外線對DNA的損傷及其修復(fù)胞嘧啶水合物胸腺嘧啶二聚體二氫胸腺嘧啶胸腺嘧啶-胞嘧啶二聚體第48頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月1.光復(fù)活作用PREA-AT=TPREA-AT=TA-AT-TPREUV可見光二聚體解離PRE光激活酶(photoreactivatingenzyme)A-AT-T5‘3‘5‘3‘第49頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月A-AT-T5‘3‘5‘3‘A-AT=T5‘3‘5‘3‘A-AT=T5‘3‘5‘3‘OHPA-A5‘3‘5‘3‘OHPT=TA-AT-T5‘3‘5‘3‘UV酶I酶II酶III酶IV2.暗修復(fù)（切除修復(fù)）酶I——核酸內(nèi)切酶酶II——核酸外切酶酶III——DNA聚合酶酶IV——DNA連接酶第50頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）自發(fā)突變與育種

從生產(chǎn)中育種定向培育優(yōu)良菌株（二）誘變育種二、突變與育種

指利用物理、化學(xué)等誘變劑處理均勻分散的微生物細(xì)胞群，在促進(jìn)其突變率顯著提高的基礎(chǔ)上，采用簡便、快速和高效的篩選方法，從中挑選出少數(shù)符合目的的突變株，以供科學(xué)試驗或生產(chǎn)實踐使用。第51頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

誘變育種的基本環(huán)節(jié)誘變育種的原則突變株的篩選方法產(chǎn)量突變株的篩選抗藥性突變株的篩選營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選第52頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

春日霉素產(chǎn)生菌的孢子懸液

誘變涂布平板培養(yǎng)2天（29℃）

培養(yǎng)4-5天(29℃)生物鑒定板上含供試菌種培養(yǎng)17-18小時(29℃）檢查抑菌圈的大小保持合適的溫、濕度產(chǎn)量突變株的篩選第53頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月抗藥性突變株的篩選第54頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選(1)與篩選營養(yǎng)缺陷型有關(guān)的三類培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基(minimalmidium，MM)—[-]完全培養(yǎng)基(completemedium,CM)—[+]補充培養(yǎng)基(supplementalmedium,SM)—[A]（2）與營養(yǎng)缺陷型突變有關(guān)的菌體野生型(wildtype)—能在[-]中生長營養(yǎng)缺陷型(auxotroph)—能在[+]或[A]生長原養(yǎng)型(prototroph)—能在[-]中生長第55頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月抗生素法菌絲過濾法青霉素法制霉菌素法原菌株(出發(fā)菌株)誘變劑處理淘汰野生型檢出缺陷型鑒定缺陷型同一培養(yǎng)皿夾層培養(yǎng)法限量補充培養(yǎng)法不同培養(yǎng)皿逐個檢出法影印接種法生長譜法營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選方法第56頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選方法夾層培養(yǎng)法第57頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月影印接種法營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選方法abc[-][+]第58頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)營養(yǎng)缺陷型的篩選舉例——枯草桿菌氨基酸缺陷型菌體前培養(yǎng)氨基酸缺陷型菌株的營養(yǎng)要求的鑒定細(xì)胞懸浮液制備誘變處理中間培養(yǎng)淘汰野生型營養(yǎng)缺陷型菌株的檢出（使細(xì)胞處于對數(shù)生長期）（UV照射60s）（調(diào)整細(xì)胞濃度為108個/ml）（30度CM中振蕩過夜培養(yǎng)）（青霉素法）（生長譜法）營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選方法第59頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

無菌水洗下離心清洗后配成菌懸液（107-108/ml）0.1ml[—].[+]上生長的營養(yǎng)缺陷型

培養(yǎng)營養(yǎng)缺陷型的鑒定——生長譜法第60頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月作為研究代謝途徑和基因重組等遺傳規(guī)律的標(biāo)記菌種；作為氨基酸、維生素或堿基等物質(zhì)生物測定的試驗菌種；用作發(fā)酵生產(chǎn)核苷酸、氨基酸等代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)菌株；；營養(yǎng)缺陷型突變株的應(yīng)用第61頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

Amestest測定潛在化學(xué)治癌物

理論依據(jù)一切生物的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)都是核酸尤其是DNA，所以任何能改變核酸結(jié)構(gòu)的因素都可引起核酸生物學(xué)功能的改變。生物化學(xué)統(tǒng)一性法則生物的“三致”（致突變、致畸變、致癌變）物質(zhì)可引起核酸結(jié)構(gòu)的改變，從而引起其功能的改變；反之亦然?；驹鞸almonellatyphimurium

的his-菌株在[-]的平板上不能生長，如發(fā)生回復(fù)突變，則能生長。第62頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月試驗步驟：可疑“三致”試樣

+

鼠肝勻漿S.this-[-]吸入濾紙片保溫S.this+[-]

陽性

陰性

培養(yǎng)第63頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月1、某突變菌株在基本培養(yǎng)基上無法生長，而在添加了0.1%堿水解酵母核酸后，該菌株能生長。請設(shè)計一實驗方案以進(jìn)一步確定該菌株的生長必需物。2、什么叫做營養(yǎng)缺陷型菌株?在實驗室中如何從原養(yǎng)型菌株獲得營養(yǎng)缺陷型菌株?請設(shè)計一個具體實驗方案。3、怎樣用實驗證明突變是自發(fā)產(chǎn)生的，而不是受環(huán)境誘導(dǎo)產(chǎn)生的？作業(yè)題第64頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)基因重組(generecombination)第65頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月基因重組的定義兩個獨立基因組內(nèi)的遺傳基因，通過一定的途徑轉(zhuǎn)移到一起，形成新的穩(wěn)定基因組的過程稱為基因重組或遺傳重組，簡稱重組。重組和雜交的關(guān)系重組是在核酸分子水平上的雜交，與細(xì)胞水平上的雜交有明顯區(qū)別雜交中必然包含著重組，而重組則不限于雜交一種形式。第66頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月一、原核生物的基因重組（一）轉(zhuǎn)化（transformation）1.定義：受體菌直接吸收供體菌的DNA片段而獲得后者部分遺傳性狀的現(xiàn)象。形成的雜種后代稱為轉(zhuǎn)化子。2.能進(jìn)行轉(zhuǎn)化的微生物種類Streptococcuspneumoniae；Bacillus；Rhizobium；Pseudomonas；Staphylococcus；Saccharomycescerevisiae；Neurosporacrassa；Aspergillusniger等。但腸道菌科的細(xì)菌如E.coli等很難進(jìn)行轉(zhuǎn)化。第67頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月3.影響菌株間發(fā)生轉(zhuǎn)化的因素與它們在進(jìn)化過程中的親緣關(guān)系有關(guān)；最易與細(xì)胞表面結(jié)合的是dsDNA；發(fā)生轉(zhuǎn)化的細(xì)胞必須處于感受態(tài);轉(zhuǎn)化的頻率低（0.1-1%，最高為20%）;轉(zhuǎn)化需要的DNA濃度極低;4.感受態(tài)（competence）指受體細(xì)胞最易接受外源DNA片段并能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。不同菌種感受態(tài)細(xì)胞所占比例、出現(xiàn)的時間和維持時間不同外界環(huán)境因子如環(huán)腺苷酸（cAMP）和Ca2+等可提高受體細(xì)胞的感受態(tài)水平。調(diào)節(jié)感受態(tài)的是一類特異蛋白—感受態(tài)因子第68頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月dsDNA供體（strR）感受態(tài)受體（strS）同源區(qū)段配對單鏈整合，形成一小段雜合DNA區(qū)段轉(zhuǎn)化子（strR）非轉(zhuǎn)化子（strS）復(fù)制與分離5.轉(zhuǎn)化過程第69頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月6.轉(zhuǎn)染(transfection)用提純的病毒核酸（DNA或RNA）去感染其宿主細(xì)胞，可增殖出一群正常病毒后代的現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)染。第70頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月1.定義通過完全缺陷或部分缺陷噬菌體的媒介，把供體細(xì)胞的小片段DNA攜帶到受體細(xì)胞中，通過交換與整合，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象。獲得的重組細(xì)胞稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)子。2.轉(zhuǎn)導(dǎo)的種類普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)（二）轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)第71頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

通過極少數(shù)完全缺陷噬菌體對供體菌基因組上任何DNA小片段的“誤包”，而將其遺傳性狀傳遞給受體菌的現(xiàn)象；一般用溫和噬菌體作為普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)的媒介；可分為完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)和流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)；普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)(generalizedtransduction)第72頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)(generalizedtransduction)供體受體第73頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)外源DNA片段不與受體細(xì)胞核染色體組進(jìn)行交換、整合和復(fù)制，僅表現(xiàn)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯和性狀表達(dá)，且每經(jīng)過一次分裂，就受到一次“稀釋”。第74頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月通過部分缺陷的溫和噬菌體把供體菌少數(shù)特定基因攜帶到受體菌中，并與后者的基因組整合、重組，形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子的現(xiàn)象；特點：只局限于傳遞供體菌核染色體上的個別特定基因；該特定基因由部分缺陷的溫和噬菌體攜帶；缺陷噬菌體的形成方式是在脫離宿主核染色體過程中，發(fā)生低頻率（-10-5）的誤切；需要通過UV等因素對溶源菌的誘導(dǎo)；分為低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)和高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)(restrictedtransduction)第75頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

galdgal1)低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（LFT）部分缺陷噬菌體以大腸桿菌噬菌體為例

gal

bio正常切割不正常切割biodbio

其頻率為10-4—10-6

（LFT裂解物）E.coliK12gal-

少數(shù)穩(wěn)定的gal+轉(zhuǎn)導(dǎo)子低m.o.i.第76頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2)高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（HFT）雙重溶源菌（doublelysogen）同時感染有正常噬菌體和缺陷噬菌體的受體菌；被紫外線等誘導(dǎo)時，正常的噬菌體具有補償缺陷噬菌體（如

dgal）所缺失的部分基因的功能，使兩種噬菌體同時獲得復(fù)制；存在于雙重溶源菌的正常噬菌體被稱作助體噬菌體；雙重溶源菌產(chǎn)生的裂解物中含有等量的和

dgal粒子HFT裂解物低m.o.i.

Ecoli.K12gal-

高頻地把它轉(zhuǎn)化成

穩(wěn)定的gal+轉(zhuǎn)導(dǎo)子；

高m.o.i.的LFT裂解物感染

Ecoli.K12gal-

?第77頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)和高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)的異同點相同點只能轉(zhuǎn)導(dǎo)供體菌的個別特定基因該特定基因由部分缺陷的溫和噬菌體攜帶不同點低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)：在裂解物中所含的部分缺陷噬菌體的比例極低，稱為低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物。用其感染宿主，只獲得極少量的局限轉(zhuǎn)導(dǎo)子高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)：產(chǎn)生高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物，用其感染宿主，可獲得較多的轉(zhuǎn)導(dǎo)子。第78頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)溫和噬菌體感染其宿主而使之發(fā)生溶源化時，因噬菌體基因整合到宿主基因上，而使后者獲得了除免疫性以外新性狀的現(xiàn)象，稱溶源轉(zhuǎn)變。溶源轉(zhuǎn)變第79頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）接合（conjugation）供體菌通過性菌毛與受體菌直接接觸，把F質(zhì)?；蚱鋽y帶的核基因組傳遞給后者，使后者獲得若干新遺傳性狀的現(xiàn)象。能進(jìn)行結(jié)合的微生物種類主要在細(xì)菌和放線菌中存在；研究得最清楚的是E.coli；E.coli有性別分化，決定性別的是一種質(zhì)粒，即F因子——是屬于附加體的質(zhì)粒。根據(jù)F因子在細(xì)胞內(nèi)的存在方式，將E.coli分為四種類型：

第80頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月F+菌株含有游離的F因子，在細(xì)胞表面還有性菌毛F-菌株不含F(xiàn)因子，細(xì)胞表面沒有性菌毛。Hfr（高頻重組）菌株F因子整合在核染色體組特定位點上F’菌株Hfr菌株內(nèi)的F因子因不正常切離而脫離核染色體組時形成的游離的但攜帶一小段核染色體基因的特殊F因子

初生的F’菌株大腸桿菌的四種類型第81頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月F質(zhì)粒的4種存在方式及相互關(guān)系第82頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月大腸桿菌的接合方式F+×F-

F++F+

Hfr×

F-

Hfr+

F-（多數(shù)情況下）Hfr×

F-

Hfr+

Hfr（少數(shù)情況下）F’×F-

F’+F’F因子轉(zhuǎn)導(dǎo)以F’質(zhì)粒通過接合來傳遞供體基因的方式第83頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月第84頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月第85頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月中斷實驗第86頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）原生質(zhì)體融合(protoplastfusion)通過人為的方法，使遺傳性狀不同的兩細(xì)胞的原生質(zhì)體發(fā)生融合，借以獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組子的過程。此重組子稱為融合子。能進(jìn)行原生質(zhì)體融合的細(xì)胞極其廣泛原核生物、真核生物、高等動植物、人體第87頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月原生質(zhì)體融合的主要步驟：1選擇親本有特殊價值有選擇性遺傳標(biāo)記2獲得原生質(zhì)體脫壁酶去除細(xì)胞壁（細(xì)菌、放線菌、真菌）3原生質(zhì)體融合促融合劑PEG(聚乙二醇)或電脈沖4篩選穩(wěn)定的融合子第88頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月原生質(zhì)體融合的主要步驟：各種融合子長成菌落影印接種[-]檢出[A+B+]篩選優(yōu)良性狀的融合子篩選[+]第89頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月原生質(zhì)體融合的特點1.重組頻率高2.不受親緣關(guān)系的影響3.能轉(zhuǎn)移多數(shù)基因，可獲得生產(chǎn)性狀更為優(yōu)良的新物種4.兩個原生質(zhì)體表面直接接觸，對等融合形成（雙向轉(zhuǎn)移）第90頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月原生質(zhì)體融合第91頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月二、真核微生物的基因重組基因重組的方式：有性雜交、準(zhǔn)性雜交、原生質(zhì)體融合和遺傳轉(zhuǎn)化；（一）有性雜交

指不同遺傳型的兩性細(xì)胞之間發(fā)生的接合和隨之進(jìn)行的染色體重組，進(jìn)而產(chǎn)生新遺傳型后代的一種育種技術(shù)。舉例—釀酒酵母酒精酵母：產(chǎn)酒精率高但對葡萄糖的發(fā)酵力弱面包酵母：產(chǎn)酒精率低但對葡萄糖的發(fā)酵力強第92頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月比較項目雙倍體單倍體細(xì)胞菌落液體培養(yǎng)在產(chǎn)孢培養(yǎng)基上大，橢圓形大，形態(tài)均一繁殖較快，細(xì)胞較分散會形成子囊小