第七章 微生物的遗传变异和育种2

微生物的遗传变异和育种2

第二节

基因突变和诱变育种

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一、基因突变基因突变简称突变，是指细胞的遗传物质DNA在分子结构发 生了改变，从而引起细胞表型发生可遗传的改变，可自发或诱 导产生。狭义突变专指基因突变(点突变):DNA分子上少数 碱基对的缺失、插入或臵换，结果仅影响少数基因的 功能，有重要的生物学意义； 广义的突变包括两种类型： 染色体畸变：大段核苷酸序列的缺失、重复、倒 位，往往造成细胞死亡。 基因突变(点突变)突变的几率一般在10–6 ~10–9范围内。

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基因突变的表型效应—突变株相对于野生型菌株，基因突变使细胞不仅在遗传型上发生 改变，同时在表型上也发生改变，产生突变型菌株； 野生型菌株：从自然环境中分离得到的菌株，以及它所 具有的遗传型； 突变型菌株：相对于野生型菌株，由于基因突变而导致 遗传型发生改变，所形成的具有新的表型的菌株；

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(一)基因突变的类型★按是否比较容易、迅速地分离到发生突变的细胞来分： 选择性突变株(selective mutant):具有选择标记(如营养 缺陷性、抗性突变型、条件致死突变型),只要选择适当的 环境条件，如培养基、温度、pH值等，就比较容易检出和分 离到。 非选择性突变株(non-selective mutant):无选择标记(如 产量突变型、抗原突变型、形态突变型),能鉴别这种突变 体的惟一方法是检查大量菌落并找出差异。

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1、营养缺陷型(auxotroph)

由于基因突变，使某种酶失去了正常的功能，导致该 酶催化的生化反应不能进行，影响了某种代谢物的合 成；细胞需从外界摄取这种代谢物才能正常生长； 营养缺陷型是野生型菌株的变异株，营养缺陷型不能 象野生型一样在基本培养基上生长，需要补加生长因 子才能正常生长； 表型判断的标准：在基本培养基上能否生长 特点：在选择培养基(一般为基本培养基)上不生长 负选择标记 突变株不能通过选择平板直接获得

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营养缺陷型的表示方法：基因型： 所需营养物的前三个英文小写斜体字母表示：hisC、 trpA

(其中的大写字母C和A表示同一表型中不同基因的突变) 表型： 同上，但第一个字母大写，且不用斜体：HisC

在具体使用时多用hisC-和hisC+,分别表示缺陷型和野生型。 营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和 育种的重要手段

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2、抗药性突变型(resistant mutant)

由于基因突变，导致细胞结构或代谢途径发生改变， 对某种药物或抗生素产生抗性或不敏感； 它们可在加有相应药物或用相应物理因子处理的培养 基平板上选出。

正选择标记 (突变株可直接从抗性平板上获得-----在加有相

应抗生素的 平板上，只有抗性突变能生长。所以很容易分离得到。) 所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上“r‖表示 strr 和 strs 分别表示对链霉素的抗性和敏感性

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3、条件致死突变型(conditional lethal mutant)

某菌株或病毒经基因突变后，在某种条件下可正常地 生长、繁殖并实现其表型，而在另一种条件下却无法 生长、繁殖的突变类型，称为条件致死突变型。 常见的条件致死突变型是温度敏感突变型，用Ts (temperaturesensitive)表示； 如：E.coli的某些野生型在37℃时能够正常生长， 在42℃时死亡；但可以在低温下正常生长； 原因是突变使某些重要的蛋白质的结构和功能发生改 变，在某特定温度下具有功能，在另一温度(一般为 较高温度)下没有功能。

负选择标记

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4、形态突变型(morphological mutant)

因基因突变产生相对于野生型的细胞形态改变；突 变株和野生型菌株均可生长，但可从形态特征上进 行区分。 如可影响孢子有无、孢子颜色、鞭毛有无等以及菌 落表面光滑、粗糙、噬菌斑的大小或清晰度等的突 变。 细胞水平上的形态突变，突变株的检出更加困难。

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5、抗原突变型(antigenic mutant)

由于基因突变而引起的细胞抗原结构的变化。 如细胞壁缺陷型(L型细菌等)、荚膜变异或鞭毛变 异等。

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6、产量突变型

由于基因突变细胞积累某种代谢产物的能力发生变化， 可分为“正变株”和“负变株”。 正变株是基因突变后获得的有用代谢产物高于原始菌 株的突变株，又称高产突变株。反之称负变株。 这在实际应用中具有重要意义；

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(二)突变率

定义：某一细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率。 突变率为10–8是指该细胞在一亿次细胞分裂中，会发生一次 突变。突变率也可以用每一单位群体在每一世代中产生突 变株(mutant,即突变型)的数目来表示。如一个含108个 细胞的群体，当其分裂为2×108个细胞时，即可平均发生一 次突变的突变率也是10–8 。 突变是独立的。某一基因发生突变不会影响其它基因的突 变率。在 …… 此处隐藏：1283字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……