第九章微生物遗传变异和菌种选育.ppt

第九章 微生物的遗传变异与菌种选育 第一节 基因突变和诱变育种 中国微生物菌种保藏委员会（CCCCM) 中国典型培养物保藏中心（CCTCC） 美国典型菌种保藏中心（ATCC）等 使微生物处于冷冻状态，代谢作用停止以达到保藏目的。 微生物细胞对低温敏感，可用速冻、快速降温和添加各种保护剂等手段。 液氮保藏或-70℃低温保藏。 用普通冰箱冷冻保存菌种的效果往往远低于低温冰箱，应注意经常检查保藏物的存活情况，随时转种。 水分对各种生化反应和一切生命活动至关重要，因此，干燥，尤其是深度干燥是微生物保藏技术中另一项经常采用的手段。 沙土管保存和冷冻真空干燥保藏是常用的微生物干燥保藏技术。 沙土管保存 主要适用于产芽孢或分生孢子的细菌，如芽孢杆菌、放线菌等。菌种培养长出大量的芽孢或孢子，洗下孢子制备孢子悬液，加入无菌的沙土试管中，减压干燥，抽干水分，最后用石蜡、胶塞等封闭管口，置冰箱保存。芽孢可常温保存。 此法简便易行，并可以将微生物保藏较长时间。 冷冻真空干燥保藏 将加有保护剂的样品预先冷冻，抽真空除水分，干燥的样品可在真空或惰性气体密闭环境中置低温保存，使微生物处于干燥、缺氧及低温、休眠状态，可达到长期保藏目的。 此法是目前使用最普遍，也是最重要的微生物保藏方法，为大多数专业的菌种保藏机构均采用。 第三步，检出缺陷型 夹层培养法（layer plating method） 限量补充培养法 逐个检出法 影印平板法 第四步，鉴定缺陷型 借助生长谱法（auxanography）进行。 1. 营养缺陷型（auxotroph） 某一野生型菌株因发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子、碱基或氨基酸的能力，只有从周围环境或培养基中获得这些营养或其前体物（precursor）才能正常生长繁殖的变异类型，称为营养缺陷型。 营养缺陷型突变株 在遗传学、分子生物学、遗传育种和遗传工程等研究中 ——十分重要 表型判断的标准： 在基本培养基上能否生长 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 （组氨酸缺陷型，其中的大写字母C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 野生型 hisC＋ 缺陷型 hisC－ 2. 抗性突变型（resistant mutant） 指野生型菌株因发生基因突变，使菌株对对某化学药物或致死物理因子，特别是抗生素，产生抗性的抗性变异类型。 特 点： 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。） 表示方法： 所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上“r”表示。 对链霉素的敏感性 strs 对链霉素的抗性 strr 抗性突变菌株 在遗传学、分子生物学、遗传育种和遗传工程等研究中 ——极为重要 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、繁殖并呈现其固有的表型，而在另一种条件下却无法生长、繁殖，这种突变类型称为条件致死突变型。 在25℃下可感染其E. coli宿主 在37℃却不能感染 Ts突变株即温度敏感突变株（temperature sensitive mutant，Ts mutant）是一类典型的条件致死突变株。 E. coli的某些菌株 在37℃下正常生长 不能在42℃下生长 某些T4噬菌体突变株 产生Ts突变的原因 在某特定的温度下具有功能 在另一温度（一般为较高温度）下则无功能 突变使某些重要蛋白质的结构和功能发生改变， 4. 形态突变型（morphological mutant） 指由于突变而引起的个体或菌落形态的非选择性变异。 菌落表面光滑、粗糙、 噬菌斑的大小或清晰度等的突变 菌落变异 孢子有无、孢子颜色、 鞭毛有无或荚膜有无等的突变 个体变异 特点： 非选择性突变 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。 举例： 菌落颜色变化 β半乳糖苷酶基因的插入失活 兰色 非重组子菌落 白色 重组子菌落 5. 抗原突变型（antigenic mutant） 指由于基因突变引起的细胞抗原结构发生的变异类型，一般也属非选择性突变。 例如，细胞壁缺陷变异（L型细菌等）、 荚膜或鞭毛成分变异等。 6. 产量突变型（metabolite quantitative mutant） 通过基因突变而产生的在代谢产物产量上明显有别于原始菌株的突变株，称为产量突变型。 产量低于原始菌株 “负变株”（minus-mutant） 产量高于原始菌株 “正变株”（plus-mutant） 筛选高产正变株的工作对生