第七章 微生物遗传变异与育第七章 微生物遗传变异与育种第七章 微生物遗传变异与育种第七章 微生物遗传变异与育种.ppt

第六章微生物的遗传变异和育种 在应用微生物加工制造和发酵生产各种食品的过程中，要想有效地大幅度提高产品的产量、质量和花色品种,首先必须选育优良的生产菌种，才能达到目的。 而优良菌种的选育是在微生物遗传变异的基础上进行的。遗传和变异是相互关联，同时又相互矛盾对立的两个方面，在一定条件下，二者是相互转化的。认识和掌握微生物遗传变异的规律是搞好菌种选育和关键。 Contents 第三节 基因重组和杂交育种 一、原核微生物的基因重组 二、真核微生物的基因重组 第四节 基因工程 一、基因工程的基本操作 二、基因工程的应用 Contents 第五节 菌种的衰退、复壮和保藏 一、菌种的衰退和复壮 二、菌种的保藏 遗传(Heredity,Inheritance) 一切生物体最基本的属性之一 生物的亲代传递给子代一套遗传信息的特性。即子代与亲代在形态、生理等方面的相似性。 遗传型（基因型Genotype） 生物体所携带的全部遗传因子或基因的总称遗传性代表了可能性，在环境条件的作用下为表型 表现型（现实型Phenotype） 具有一定遗传型的个体在特定的外界环境中，通过生长发育所表现出来的种种形态和生理特征的总和 遗传型 + 环境条件 表型 变异（Mutation） 生物体在某种外引或外因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变，即遗传型的改变。发生几率极低，性状变化幅度大，新性状稳定可遗传。 变异的特点： a。群体一般为10-6～10-10； b.形状变化的幅度大； c. 变化后形成的新性状是稳定遗传的。 饰变（Modification） 一种不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表性变化。 饰变的特点： 发生几率高,几乎整个群体中的每一个个体都发生同样的变化； 性状变化幅度小； 因遗传物质不变，故饰变是不遗传的。引起饰变的因素消失后，表型即可恢复。 同一遗传型的生物在不同外界条件下所呈现的表现型的差异 突变与饰变的实例—Serratia 粘质沙雷氏菌 Serratia marcescens 产色素与温度有关 粘质沙雷氏菌，在25℃下培养时，会产生一种深红色的灵杆菌素，把菌落染成似鲜血那样。可是，当培养在37℃下时，群体中所有细胞都不产色素。如果重新降温至25℃，产色素能力又得到恢复。只有遗传型的改变，即生物体遗传物质结构上发生的变化，才称为变异。 微生物作为模式生物生物学特性 模式生物 物质与代谢类型的多样性 个体体制极其简单 营养体一般都是单代谢物或终产物 菌落形态的可见性和多样性 环境条件作用的直接性和均一性 容易形成营养缺陷型菌株 相应的病毒 存在于进化过程中 原始有性生殖方式 第一节 遗传变异的物质基础 一、遗传物质化学本质的确证 Transformation experiment of S.pneumoniae 肺炎链球菌转化试验 by F.Griffith in 1928 噬菌体感染试验 植物病毒重建实验 1、肺炎双球菌转化试验 Streptococcus pneumoniae肺炎双球菌的特性 光滑型 （Smooth,S型） 荚膜，人肺炎，鼠败血症 粗糙型 （Rough，R型） 无荚膜，无毒 动物实验 细菌培养实验 S型菌的无细胞抽提液试验 经典转化实验 question ？ 在加热杀死的S型细菌细胞中可能存在一种具有遗传转化能力的物质，能通过某种方式进入R细胞，并使R型细胞获得表达S型荚膜性状的遗传特性。 到底是什么物质呢？ 活的、非致病性的R型从已被杀死的SⅢ型中获得了遗传物质，使其产生膜成为致病性的SⅢ型。Griffith将这种现象称为转化(transformation) Transforming Principle 实验 离体条件下的转化实验 1944年 O.T.Avery conclusion 只有S型细菌的DNA才能将S. pneumoniae的R型转化为S型。且DNA纯度越高，转化效率也越高。说明S型菌株转移给R型菌株的，是遗传因子。------DNA 2、噬菌体感染实验 A.D.Hershey, M.Chase in 1952 含有32PO43-或35SO42-作为磷源和硫源的组合培养基 32P—DNA核心噬菌体 35S—Protein外壳噬菌体 噬菌体的感染实验 1952 年侯喜(A. Hershey)和蔡斯(M. Chase)利用示踪元素，对大肠杆菌 T2 噬菌体进行了这类实验。 先用含有 35S 和 32P 两种元素的培养基培养大肠杆菌，然后让 T2 噬菌体侵染培养后的大肠杆菌，从而使 T2 噬菌体