微生物遗传与育种精美.pptxVIP

微生物遗传与育种精美;微生物遗传与育种;第 一 节微生物遗传的物质基础;;细菌转化(transformation)试验;动物实验;细菌培养实验 热死S菌―――→不生长 活R 菌―――→长出R菌 热死S菌+活R 菌――→长出大量R菌和10-6S菌 S型菌的无细胞抽提液试验 活R菌+ S菌无细胞抽提液――→长出大量R菌和少量S菌;1944年Avery等对热死S型菌中可能的转化因子在离体条件下进行了转化试验：;噬菌体感染试验;;病毒重建实验;第12页/共97页;2、DNA的结构;3、DNA的复制;复制起点、复制方向、复制单位;DNA的半不连续复制;复制的几种主要方式 θ型复制 D环复制 线粒体DNA (mitochondrial DNA，mtDNA)的复制形式。;;4、生物染色体、病毒遗传物质;真核生物的染色体 核膜包裹，线性DNA与组蛋白结合形成染色体 染色体不止一个，每个染色体中含有1个线性DNA分子 细胞分裂中期呈棍棒状，静止期为颗粒状 染色体基本组成单位：核小体 两种生物染色体DNA复制区别 复制子大小、数量上差异 复制起点、复制速度、方向上差异;第 二 节微生物的基因和基因组Microbial Gene and Genome;一、基因概念和微生物的基因结构;真核生物基因的结构 一般无操纵子结构 存在大量不编码序列和重复序列 转录和转译在细胞中有空间间隔 基因被许多无编码功能的内含子阻隔，使编码序列变成了不连续的外显子。;二、基因组;原核生物与真核生物基因组比较;第 三 节质粒和转座子Plasmid and Transposon;一、质粒概述;二、质粒的分子结构;质粒的分离和鉴定;三、质粒的主要类型;R100质粒(89kb)可使宿主对 下列药物及重金属具有抗性： 汞离子（mer） 磺胺(sul) 链霉素(str) 梭链孢酸（fus） 氯霉素(cam) 四环素(tet ) ;四、转座子的类型和分子结构;根据转座机理不同分类 转座子 反转座子 原核生物中的转座因子类型 插入（IS）序列 转座子(Tn) 某些温和噬菌体;插入序列（insertion sequence,IS） 特点 在IS两端含有长为10-40bp反向重复序列（IR）。 大多IS都含有一个引起转座的转座酶基因。 在IS插入时，在靶DNA位点产生一个长度3-9bp正向重复序列，分布在IS两侧。 分布在细菌染色体、质粒、某些???菌体DNA上;转座子(Tn) 除了与转座作用有关的基因外，还含有抗性基因（对抗生素、某些毒物）、乳糖发酵基因等几个至十几个基因。 IS与Tn有两个共同特征 都携带有编码转座酶的基因，该酶为转座所必需； 两端都有反向末端重复序列，只是长度不同。 IS与Tn主要区别 Tn携带有与转座无关的抗性基因或其它特性基因;细菌抗药性转座子的两种类型 复合转座子 由两个完全相同或类似的插入序列IS和某种抗药性基因组成的复合因子。;复杂转座子 两端具有IR或DR，而不是IS，中部的编码区不仅编码抗性标记，还编码转座酶和解离酶。 两个IR中任一个缺乏都会阻遏转座;特殊病毒（Mu噬菌体） 与其他温和性噬菌体的差别：其基因组不论在进入裂解周期或处于溶源状态都可随机整合到宿主染色体的任何位置，且游离的和已整合的基因次序是相同的。 没有固定的整合位置;转座子的遗传效应 遗传效应 插入突变 DNA重排 极性效应;第 四 节基因突变与遗传育种;一、基因突变;基因突变的类型;按突变所带来的表型改变分 形态突变型 因突变而产生的个体形态或菌落形态的变异 生化突变型 营养缺陷型 抗性突变型 致死突变型 条件致死突变型 突变后在某种条件下可正常生长、繁殖并实现其表型，而在另一条件下却无法生长繁殖的突变型;突变的机制;二、突变与育种;2、自然选育 目的 纯化与复壮菌种，保持稳定的生产性能 步骤 通过表现形态来淘汰不良菌株——初筛 通过目的代谢产物产量考察——复筛 进行遗传基因型纯度试验 传代稳定性试验;诱发突变与诱变育种 概念 诱发突变指人为地运用物理、化学或生物的方法处理微生物，使其遗传物质发生变异，从而达到改变其表型的目的。 诱变育种指人为地、有意识地将对象生物置于诱变因子中，使该生物发生突变，从这些突变体中筛选具有优良性状突变株的过程。 常用的诱变剂 物理诱变剂、化学诱变剂、生物诱变剂;;诱变处理的基本方法 诱变剂的选择 了解诱变剂的性质、作用机理、使用方法 充分利用复合处理的协同效应 一次复合因子处理后需经多次分离纯化。 剂量的选择 一般诱变效应随剂量增高而增高，达到一定剂量后，再增大剂量诱变率反而下降。 诱变剂量确定与出发菌株特性、诱变剂性质、实际效果有关。 增效剂;影响诱变效果的因素 出发菌株 出发菌株的生理状态 细菌——对数