第七章遗传课件.ppt

因此: 只有核酸（DNA）才是 负载遗传信息的真正物质基础。 形态突变型：指由于突变而产生的个体或菌落形态所发生的非选择性变异。 产量突变型：通过基因突变而获得的在有用代谢产物产量上高于原始菌株的突变株。 2、选择简便有效的诱变剂 诱变剂主要有两大类，即物理诱变剂和化学诱变剂。物理诱变剂如紫外线、X射线、γ射线和快中子等；化学诱变剂的种类极多，前面已有提及。其中烷化剂类由于能和辐射一样引起基因突变和染色体畸变，所以也有拟辐射物质之称。 要知道某一诱变剂是否有诱变作用以及诱变作用的强弱程度，从生产实践的角度来看，最理想的方法当然是设法直接测定它对提高某一菌种产量的实际效果究竟多大。可是在具体工作中，由于这种方法所需的工作量太大，定量性状不易确定，所以一般常用其他简便而间接的定性方法来代替，例如营养缺陷型的回变法、抗药性突变法、形态变法或溶源细菌的裂解法等。采用这些替人方法的理论依据是：一切生物的遗传物质都是核酸，尤其是DNA，一切诱变剂的作用机制都是引起DNA分子结构的改变。因此，凡对微生物有效的诱变剂，对高等生物同样有效，反之亦然；同时，凡能引起某一性状突变的诱变剂，对其他性状也必然有类似的作用。 于1973年建立的利用一组鼠伤寒沙门氏菌 营养缺陷型的回复突变来检测各种化学物质对高等动物是否有致癌作用的艾姆氏试验法(Ames test)，就是利用上述诱变剂共性原则的一个范例。利用这种大大简化后的方法，发现化学药剂对细菌的诱变率一其对动物的致癌性成正比关系(约有95%的致癌剂都是诱变剂)。 目前在实践上常用的诱变剂主要有紫外线(u.v.)、氮芥、硫酸二乙酯、N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍(NTG或MNNG)和亚硝基甲脲(NMU)等。后两种因为有突出的诱变效果，所以被誉为超诱变剂。例如，用NTG处理产氨短杆菌、大肠杆菌、节杆菌以及某些放线菌时，即使未经淘汰野生型菌株，也可直接得到12-80%的营养缺陷型菌株，而用一般诱变剂作处理时，则最多不超过百分之几。 在诱变育种中，所处理的细胞必须是单细胞的、均匀的悬液状态。这是因为，一方面分散状态的细胞可以均匀地接触诱变剂；另一方面又可避免长出不纯菌落。 在某些微生物中，即使用这种单细胞悬浮液来处理，还是很容易出现不纯的菌落，这是由于在许多微生物的细胞内同时含有几个核的缘故。有时，虽已处理了单核的细胞或孢子，但由于诱变剂一般只作用于DNA双链中的某一条单链，故某一突变无法反映在当代表型上。只有经过DNA的复制和细胞分裂后，才会使表型发生变异，于是出现了不纯菌落，这就叫表型延迟(图7-16)。这类不纯菌落的存在，也是诱变育种工作中初分离的菌株经传代后很容易产生性状衰退的主要原因。 鉴于上述原因，在诱变霉菌或放线菌时，应处理它们的孢子；对芽孢杆菌则应处理它们的芽孢，微生物的生理状态对诱变处理也会产生很大的影响。细菌一般以对数期为好；霉菌或放线菌的分生孢子一般都处于休眠状态，所以培养时间的长短对孢子的影响不大，但稍加萌发后的孢子则可提高诱变效率。 在实际工作中，要得到均匀分散的细胞悬液，通常可用无菌的玻璃珠来打散成团的细胞，然后再用脱脂棉过滤。至于诱变后出现的不纯菌落，则可用适当的分离纯化方法加以纯化（参阅关于纯种分离的介绍）。 各种诱变剂有不同的剂量(强度×时间)的表示方式，如紫外线的强度单位是尔格1尔格=10-7J。X射线的单位是伦琴1伦琴=2.58×10-1C/kg。或拉得(rad) 1拉得=10-2Gy。等，化学诱变剂的剂量则以在一定温度下诱变剂的浓度和处理时间来表示。在育种实践中，常采用杀菌率来作各处诱变剂的相对剂量。由于诱变剂的作用一是提高突变的频率；二是扩大产量变异的幅度；三是使产量变异朝正变 (即提高产量的变异)或负变(即降低产量的变异)的方向移动(图7-17)，因此，凡在高诱变率的基础上既能扩大变异幅度，又能促使变异移向正变范围的剂量，就是合适的剂量 要确定一个合适的剂量，常常要经过多次试验。就一般微生物而言，诱变率往往随剂量的增高而提高，但达到一定剂量后，再提高剂量反而会使诱率下降。根据对紫外线、X射线和乙烯亚胺等诱变效应的研究结果，发现正变转多地出现在偏低的剂量中，而负变则较多地出现于偏高的剂量中；还发现经多次诱变而提高产量的菌株中，更容易出现负变。因此，在诱变育种工作中，目前比较倾向于采用较低的剂量。例如，过去在用紫外线作诱变剂时，常采用杀菌率为90、99或99.9%的剂量，而近来则倾向于采用杀菌率为70-75%甚至更低(30-70%)的剂量，特别是对于经多次诱变后的高产菌株更是如此；又如，NTG的诱变率当以大肠杆菌的抗性突变为指标