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【正文】 一個(gè)嘌呤 —嘧啶對(duì)十分相似。 ? 舊概念 ： 基因是固定在染色體 DNA上的一些不可移動(dòng)的核苷酸片段。E . coli的 F因子和核染色體組上有一些相同的 IS（ 如 IS2， IS3等 ） ， 通過(guò)這些同源序列間的重組 ， 就可使 F因子插入到 E . coli的核染色體組上 ， 從而使后者成為 Hfr菌株 。與以上的 IS和 Tn兩種轉(zhuǎn)座因子相比， Mu噬菌體的分子量最大（ 37kb），它含有 20多個(gè)基因。這可能就是發(fā)生相應(yīng)的自發(fā)突變的原因。而在下鏈中，復(fù)制仍正常進(jìn)行 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 （ 六 ） 紫外線對(duì) DNA的損傷及其修復(fù) ? 已知的 DNA損傷類型很多，機(jī)體對(duì)其修復(fù)的方式也各異。但一旦形成，就會(huì)妨礙雙鏈的解開(kāi)，因而影響 DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，并使細(xì)胞死亡 。 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 圖 :光復(fù)活作用 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 暗修復(fù)作用（ dark repair） ? 又稱切除修復(fù)（ excision repair）。 處理劑量： 常用照射時(shí)間或死亡率作為相對(duì)劑量 。 （七）誘變育種 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 誘變 育種的步驟 原始菌種 純化 斜面 /肉湯培養(yǎng) 單孢子 /單細(xì)胞懸液 誘變劑處理 平板分離 移至斜面 小試 中試 初篩 復(fù)篩 計(jì)算存活率 觀察形態(tài)變異，挑單菌落 良種保藏 原菌種特性鑒定 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 誘變育種的基本過(guò)程 選擇選擇合適的出發(fā)菌株 ↓ 制備待處理的菌懸液 ↓ 誘變處理 ↓ 篩選 ↓ 保藏和擴(kuò)大試驗(yàn) 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 出發(fā)菌株 ———用來(lái)育種處理的起始菌株 ◆ 出發(fā)菌株應(yīng)具備： ①對(duì)誘變劑的敏感性高； ②具有特定生產(chǎn)性狀的能力或潛力； ◆ 出發(fā)菌株的來(lái)源； ①自然界直接分離到的野生型菌株： ②歷經(jīng)生產(chǎn)考驗(yàn)的菌株： ③已經(jīng)歷多次育種處理的菌株： 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 要求： ①菌體處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，并使細(xì)胞處于同步生長(zhǎng)； ②細(xì)胞分散且為單細(xì)胞，以避免 表型遲延現(xiàn)象（ phenotypic lag） 。在物理誘變劑中，尤以 紫外線 為最方便，而在化學(xué)誘變劑中，一般可選用誘變效果最為顯著的 “ 超誘變劑 ” ，如NTG。 特殊變異菌的篩選方法 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 ?在富含生物素的培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵時(shí)： ?先在 30℃ （允許條件）中進(jìn)行培養(yǎng)以得到大量菌細(xì)胞，適當(dāng)時(shí)間后提高溫度（ 40℃ ，非允許條件），即能獲得谷氨酸的過(guò)量生產(chǎn)。 完全培養(yǎng)基 （ CM） [+]：滿足一切 營(yíng)養(yǎng)缺陷 型 菌株 生長(zhǎng)的天然或半 合成 培養(yǎng)基。 ? 作用：重組可使生物體在未發(fā)生突變的情況下，也能產(chǎn)生新遺傳型的個(gè)體。到了 70年代后期，由于原生質(zhì)體融合技術(shù)獲得巨大的成功后，才使重組育種技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展。 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 微生物中各種形式基因重組的比較 重組范圍 供體和受體的關(guān)系 整套染色體 局部雜合 高頻率 低頻率 部分染色體 個(gè)別或少數(shù)基因 細(xì)胞融合或聯(lián)結(jié) 性細(xì)胞 真菌的有性生殖 體細(xì)胞 真菌的準(zhǔn)性生殖 細(xì)胞間暫時(shí)溝通 細(xì)菌的接合 性導(dǎo) 細(xì)胞間 不接觸 吸收游離DNA片段 轉(zhuǎn)化 噬菌體攜帶DNA 轉(zhuǎn)導(dǎo) 由噬菌體提供遺傳物質(zhì) 完整 噬菌體 溶源轉(zhuǎn)變 噬菌體DNA 轉(zhuǎn)染 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 基因重組的意義 ? 基因重組是雜交育種的理論基礎(chǔ)。 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 ① 逐個(gè)檢出法 缺陷 型 的檢出 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 ② 影印平板培養(yǎng)法 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 ③ 夾層培養(yǎng)法 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 ① 生長(zhǎng)譜法 ? 方法簡(jiǎn)便； ? 回變和污染不影響 結(jié)果 ? 測(cè)定物質(zhì)可為粉末 或紙片 缺陷型 的鑒定 測(cè)定一般應(yīng)分兩階段： ? 第一階段：測(cè)定是哪類物質(zhì)的缺陷 型； ? 第二節(jié)段：根據(jù)第一階段確定的范圍 ， 進(jìn)一步確定是哪種具體化合物的 缺陷 型； 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 組合營(yíng)養(yǎng)物法 步驟（以氨基酸缺陷型的鑒定為例）： a. 將多種營(yíng)養(yǎng)因子編組； b. 將組合液的紙片放在涂菌的基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)； c. 結(jié)果分析； 一組： 1 2 3 4 5 二組： 2 6 7 8 9 三組： 3 7 10 11 12 四組： 4 8 11 13 14 五組： 5 9 12 14 15 營(yíng)養(yǎng)因子分組編排時(shí)注意； 1）每組內(nèi)無(wú)重復(fù)的營(yíng) 養(yǎng)因子 2）每組中應(yīng)包含只出 現(xiàn)一次的因子 3）每組中其他因子應(yīng) 分別出現(xiàn)二次 如： 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 一組： 1 2 3 4 5 二組： 2 6 7 8 9 三組： 3 7 10 11 12 四組： 4 8 11 13 14 五組： 5 9 12 14 15 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 ② 組合補(bǔ)充培養(yǎng)基法 –將待測(cè)的菌點(diǎn)種到各種補(bǔ)充培養(yǎng)基上，逐個(gè)分析各菌的 缺陷類型，或快速分離出所需 缺陷 類型的菌株。 如： lys + 。 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 誘變處理方式： 單一因子處理： 復(fù)合因子處理： 先后使用 同時(shí)使用 單一因子重復(fù)使用 兩種以上因素 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 4. 菌種篩選 篩選方案： ? 實(shí)際工作中，為了提高篩選效率，往往將篩選工作分為初篩和復(fù)篩兩步進(jìn)行。 產(chǎn)生原因：①分離性遲延現(xiàn)象 。 ? 生產(chǎn)上經(jīng)常采用的劑量： 死亡率為 70%——80%左右。 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 暗修復(fù)作用（ dark repair） 由 核酸內(nèi)切酶 切開(kāi)二聚體的 5’末端，形成 3’OH和 5’ P的單鏈缺口 核酸外切酶 從 5’ P到 3’OH方向切除二聚體，并擴(kuò)大缺口。最明顯的是在 ： ? 對(duì)照： 8 106個(gè) /ml . 100個(gè) /ml ? 試驗(yàn)： 8 106個(gè) /ml . 360~490nm 2 106個(gè) /ml ? 可見(jiàn)光， 30分 ? 經(jīng)紫外線照射后形成的帶有胸腺嘧啶二聚體的 DNA分子，在黑暗下會(huì)被一種 光激活酶（ photoreactivating enzyme） 即光裂合酶（ photolyase）結(jié)合，當(dāng)形成的復(fù)合物暴露在可見(jiàn)光（ 300~500nm）下時(shí)，此酶會(huì)因獲得光能而發(fā)生解離，從而使二聚體重新分解成單體。其中了解較清楚的是胸腺嘧啶二聚體的形成和消除。 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 環(huán)出效應(yīng) ? 即環(huán)狀突出效應(yīng)。它對(duì) Neurospora（脈孢菌）有誘變作用，這種作用可因同時(shí)加入過(guò)氧化氫酶而降低，如果在加入該酶的同時(shí)又加入酶抑制劑 KCN，則又可提高突變率。它含有幾個(gè)至十幾個(gè)基因，其中除了與轉(zhuǎn)座作用有關(guān)的基因外，還含有抗藥基因或乳糖發(fā)酵基因等其它基因。也稱作 跳躍基因（ jumping gene） 或 可移動(dòng)基因（ movable gene）。 ? 染色體內(nèi)畸變 ：只涉及一條染色體上的變化， ? 如發(fā)生染色體的部分 缺失 或 重復(fù) 時(shí)，其結(jié)果可造成基因的減少或增加； ? 如發(fā)生 倒位 或 易位 時(shí)，則可造成基因排列順序的改變，但數(shù)目卻不改變。 ? 由移碼突變所產(chǎn)生的突變株，稱為 移碼突變株 （ frameshift mutant）。 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 若干誘變劑的作用機(jī)制及誘變功能 誘變因素 在 DNA上的初級(jí)效應(yīng) 遺傳效應(yīng) 堿基類似物 摻入作用 AT=GC雙向轉(zhuǎn)換 羥 胺 與胞嘧啶起反應(yīng) GC→AT的轉(zhuǎn)換 亞硝酸 A、 G、 C的氧化脫氨作用 交 聯(lián) AT=GC雙向轉(zhuǎn)換 缺失 烷化劑 烷化堿基（主要是 G） 烷化磷酸基團(tuán) 喪失烷化的嘌呤 糖 磷酸骨架的斷裂 AT=GC雙向轉(zhuǎn)換 AT→TA的顛換 GC→CG的顛換 巨大損傷（缺失、重復(fù)、倒位、易位） 丫啶類 堿基之間相互作用 雙鏈變形 碼組移動(dòng)（＋或－） 紫外線 嘧啶的水合物 形成嘧啶的二聚體 交 聯(lián) GC→AT轉(zhuǎn)換 碼組移動(dòng)（＋或－） 電離輻射 堿基的羥基化核降解 DNA降解 糖 磷酸骨架的斷裂 喪失嘌呤 AT=GC雙向轉(zhuǎn)換 碼組移動(dòng)（＋或－） 巨大損傷（缺失、重復(fù)、倒位、易位） 加熱 C脫氨基 CG→TA轉(zhuǎn)換 Mu噬菌體 結(jié)合到一個(gè)基因中間 碼組移動(dòng) 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 亞硝酸可以使堿基發(fā)生氧化脫氨作用 HNO2 胞嘧啶（ C） 尿嘧啶（ U） HNO2 腺嘌呤（ A） 次黃嘌呤（ H） HNO2 鳥(niǎo)嘌呤（ G） 黃嘌呤（ X） 這些反應(yīng)及形成物均可在 DNA復(fù)制中產(chǎn)生影響，主要是使堿基對(duì)發(fā)生轉(zhuǎn)換。 對(duì)某一具體誘變劑來(lái)說(shuō)，即可同時(shí)引起轉(zhuǎn)換與顛換，也可只具其中的一種功能。 ? 平板影印培養(yǎng)不僅在微生物遺傳理論的研究中有重要應(yīng)用，而且在育種時(shí)間和其它研究中均有應(yīng)用，值得很好地領(lǐng)會(huì)。 1. 變量試驗(yàn) fluctuation test 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 原理與變量試驗(yàn)相同，方法更為簡(jiǎn)便，且可計(jì)算突變率。但在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)這種抗性產(chǎn)生的原因爭(zhēng)論十分激烈。 ?不對(duì)應(yīng)性 ：突變的性狀與突變?cè)蛑g無(wú)直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系 。 ?突變率為 10–8是指該細(xì)胞在一億次細(xì)胞分裂中，會(huì)發(fā)生一次突變。 第 八 章 微 生 物 的 遺 傳 基 因 原核生物基因系統(tǒng)： 啟動(dòng)子（基因） 操縱子 操縱子（