[理学]第四章 微生物的遗传变异与菌种选育.ppt

第四章微生物的遗传变异与菌种选育 第一节 微生物遗传变异 第二节 微生物的菌种选育 第三节 菌种的退化复壮及保藏 第一节 微生物遗传变异 一、遗传与变异的概念 遗传：是指亲代与子代的相似性，它使微生物的性状保持相对稳定，是微生物存在的根据。 变异：是指亲代与子代以及子代之间的不相似性，它使微生物更能适应外界环境的变化，从而促使其在物种上发生进化 第一节 微生物遗传变异 二、常见的微生物表型变异 1、形态和结构的变异 2、菌落变异 3、毒力变异 4、耐药性变异 5、代谢的变异 6、抗原性的变异 第一节 微生物遗传变异 1. 菌落形态变异 在一定条件下，光滑型(S型) 菌落可变为粗糙型(R型)，称为S—R变异。S型的抗原丧失，毒力减弱。 2. 抗原变异 由于细菌基因突变而引起其抗原结构发生改变的变异类型。当编码细菌的抗原结构(菌体抗原、鞭毛抗原、荚膜抗原)的基因发生突变时，引起细菌抗原性变异。 第一节 微生物遗传变异 3.抗性变异 是对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异。如抗药性变异等，它和化学药物的存在并无关系。 4. 营养型变异 主要引起营养缺陷型变异，即细菌丧失合成一种或几种生长因子能力，无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型。 5 毒力变异 第一节 微生物遗传变异 三、微生物变异的机理 微生物的变异，可分为非遗传性变异(表型变异)和遗传性变异(基因型变异)两种。 非遗传性变异：外界环境条件变化 遗传性变异：微生物的基因发生了改变，使相应的性状也发生变化，并可以遗传下去。 遗传性变异：包括基因突变和基因转移两个方面。 基因突变 一、概念 基因突变指生物细胞遗传物质DNA分子结构突然发生了稳定的可遗传的变化。 按突变范围分：染色体畸变和点突变。染色体畸变指染色体的一大段发生了变化，包括染色体结构上的缺失、重复、插入、易位和倒置。点突变指DNA链中一个或少数几个核苷酸对的改变，包括置换（转换与颠换）、缺失、插人等造成的移码。 按突变原因分：自发突变和人工诱变。人工诱变是人为应用诱变因素使微生物基因发生改变（突变），突变率较高。理化诱变因素如x射线、紫外光、亚硝酸、烷化剂。 基因的转移与重组 细菌的基因转移和重组的主要形式有转化、转导、接合。 1.转化 供体菌游离的DNA片段直接进入受体菌，使受体菌获得新的性状，称为转化。大多数细菌不能接受外源性DNA。 基因的转移与重组 2.转导 以温和噬菌体为媒介，把供体菌的DNA小片段携带到受体菌中，通过交换与整合，使受体菌获得供体菌的部分遗传性状，称为转导。获得新遗传性状的受体菌，称为转导子。 第二节 微生物的菌种选育 一、从自然界中分离菌种√ 二、人工诱变育种（简介） 三、杂交育种（简介） 四、原生质体融合育种（简介） 五、基因工程育种（简介） 一、从自然界中分离菌种√（微生物的纯培养技术 ） P75 微生物在自然界中都是混杂地生活在一起。 微生物的纯培养：在实验室条件下将一个细胞或一种细胞群繁殖得到的后代称为纯培养，这一过程称为纯培养的分离。 常用的方法有4种（固体培养基）： 1、稀释倒平板法（最常用） 将待分离的材料作一系列的稀释 分别取不同稀释液少许，与45℃的琼脂培养基相混合摇匀后，倾入灭过菌的培养皿中 待琼脂凝固后，保温培养一定时间即可出现菌落 倒平板操作 2、划线法和涂布法（最简单） 将已熔化的培养基倒入无菌平皿，冷却凝固； 用接种环沾取少许待分离的材料，在平皿培养基表面连续划线（平行、扇形或其他形式），微生物将随着划线次数的增加而分散——平板划线 或者弯形玻璃代替接种环在培养基表面涂布亦可 也可在试管培养基斜面划线——斜面接种 经保温培养形成菌落。 原理：划线开始的部分细菌分散度小，形成的菌落往往连在一起。由于连续划线，微生物逐渐减少，划到最后，常可形成单个孤立的菌落。这种单个菌落可能由一个细胞繁殖而来（单菌落），故可获得纯培养。 涂 布 法 3、单细胞挑取法（显微操作） 原理：从待分离的材料中挑取一个细胞来培养，从而获得纯培养。 具体方法：把一滴菌悬液置于载玻片上，用安装在显微镜挑取器上的极细的毛细吸管，在显微镜下对准某一个单独的细胞挑取，再接种到培养基上培养。 此法需要非常熟练的操作人员，多限于高度专业化的科学研究中采用。 4、选择培养基分离法 原理：配制成适合于某种微生物生长而限制其他微生物生长的各种选择性培养基，以达到纯种分离的目的。另外，也可以将待分离的样品先进行适当处理，以消除不希望分离到的微生物。 对一些生理类型比较特殊的微生物，为了提高分离机率，往往在涂布分离前先进行富集培养，其目的是提供一个