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第六章 微生物的遗传变异与育种 第一节 遗传变异的物质基础 第二节 基因突变和诱变育种 第三节 微生物的基因重组 第四节 菌种的保藏及衰退与复壮 第一节 遗传变异的物质基础 一、3个经典的实验：证明DNA才是一切生物遗传变异的真正物质基础。 1 经典的转化实验：英国医生1928年首次发现，F.Griffith作了以下3组实验： （1）动物实验：S型菌落属致病菌；R型菌落是非致病菌。 加入活R菌或死S菌 小白鼠（活） 小白鼠（活） 加入活S菌 小白鼠（死） 加入活R菌和热死S菌 小白鼠（死） 活的S菌 （2）细菌培养实验： 热死S菌 培养皿培养 不生长 肺炎链球菌 活R菌 培养皿培养 长出R菌 热死S菌+活R菌 培养皿培养 长出大量R菌+10-6S菌 分别用降解DNA、RNA、蛋白质的酶类作用于有毒的S型菌细胞抽提物 质粒（plasmid） 一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子， 主要存在于各种微生物细胞中。 第二节 基因突变和诱变育种 1 突变的类型： 一 按突变涉及的范围，可分为基因突变和染色体畸变。 (1)基因突变：指细胞内遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传的变化，可自发或诱导产生。 （2）染色体畸变：广义的突变包括基因突变和染色体畸变。染色体畸变一般指染色体的数目不变化，但染色体上有较大范围结构改变，如DNA（RNA）的片段缺失、重复、易位等。发生在染色体畸变的微生物往往易致死，因此微生物中突变类型的研究主要在基因突变方面。 二 按突变所致的表型改变，突变划分为： （1） 形态突变型：突变后导致菌体的形态发生变化，如细胞形态、菌落形态、孢子的颜色等的变化，鞭毛、荚膜的有无，菌落的R型或S型的变化。 （2）致死突变型：指由于基因突变导致个体死亡的突变类型。如导致个体生活力下降称为半致死突变型。 （3）条件致死突变型：指微生物基因突变后，在某种条件下可正常地生长、繁殖并表现其固有的表型，而在另一种条件下无法生长繁殖，这种突变类型称为条件致死突变型。 美国加利福尼亚大学的Bruce Ames教授于1966年发明，因此称为Ames试验 菌种：鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhmurium)组氨酸营养缺陷型菌株(his-)的回复突变率。 第三节 微生物基因重组 基因重组是在核酸分子水平上的一个概念，是遗传物质在分子水平上的杂交，因此与一般细胞水平上进行的杂交有明显区别；细胞水平上的杂交，必然包含了分子水平上的重组，例如真核微生物中的有性杂交、准性杂交、原生质体融合以及原核生物中的转化、转导、结合和原生质体融合等。 一、原核生物的基因重组：原核生物的基因重组形式很多，机制较原始，特点为：①片段性，仅一小段DNA序列参与重组；②单向性，即从供体菌向受体菌作单方向转移；③转移机制独特而多样，如结合、转化、转导和溶源性转变等。 1 转化：是指受体菌直接吸收供体菌的DNA片段而获得后者部分遗传性状的现象，称为转化或转化作用。转化后的受体菌叫转化子，供体菌的DNA片段称为转化因子，通常呈质粒状态的转化因子转化频率最高，受体菌只有在感受态的情况下才能吸收转化因子。 原核微生物的基因转移和重组 细菌的三种水平基因转移形式： 1 接合 2 转导 3 自然转化 微生物的自然遗传转化-简称自然转化 1928年，Griffith发现肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）的转化现象 目前已有二十多个种细菌具有自然转化的能力 进行自然转化，需要以下必要的条件： 1 建立感受态的受体细胞 2 外源游离DNA分子 枯草芽孢杆菌的自然转化过程 鼠伤寒沙门氏菌的普遍性转导 细菌的结合 是通过细胞与细胞的直接接触产生的遗传信息的转移和重组过程； 在1946年，Joshua Lederberg 和Edward L.Taturm 细菌的多重营养缺陷型杂交实验证实 总结 自然遗传转化(natural genetic transformation)——需要游离DNA分子片段 + 感受态细胞； 转导(transduction)——由噬菌体介导； 接合(conjugation)——细胞与细胞的直接接触（由F因子介导）； 酵母菌的有性杂交 霉菌的繁殖 霉菌的基因重组可通过有性