微生物的遺傳變異和育種

1、 遺傳和變異是生物體最本質(zhì)的屬性之遺傳和變異是生物體最本質(zhì)的屬性之一。在遺傳性適宜的環(huán)境條件下時(shí)，通過一。在遺傳性適宜的環(huán)境條件下時(shí)，通過代謝和發(fā)育才能使其后代轉(zhuǎn)化為與親代相代謝和發(fā)育才能使其后代轉(zhuǎn)化為與親代相同的具體性狀。對(duì)微生物遺傳變異規(guī)律的同的具體性狀。對(duì)微生物遺傳變異規(guī)律的深入研究，不僅促進(jìn)了現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展，深入研究，不僅促進(jìn)了現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展，而且還為微生物育種工作提供了豐富的理而且還為微生物育種工作提供了豐富的理論基礎(chǔ)。論基礎(chǔ)。 又稱基因型，指某一生物個(gè)體所含有又稱基因型，指某一生物個(gè)體所含有的全部遺傳因子即基因組所攜帶的遺傳信息。的全部遺傳因子即基因組所攜帶的遺傳信息。指某一生

2、物個(gè)體所具有的一切外表特征指某一生物個(gè)體所具有的一切外表特征和內(nèi)在特性的總和，是其遺傳型在合適環(huán)境條和內(nèi)在特性的總和，是其遺傳型在合適環(huán)境條件下通過代謝和發(fā)育而得到的具體表現(xiàn)。件下通過代謝和發(fā)育而得到的具體表現(xiàn)。指生物體在某種外因或內(nèi)因的作用下所引指生物體在某種外因或內(nèi)因的作用下所引起的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)或數(shù)量的改變，亦即遺傳型的起的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)或數(shù)量的改變，亦即遺傳型的改變。變化后的新性狀是穩(wěn)定的、可遺傳的改變。變化后的新性狀是穩(wěn)定的、可遺傳的。指外表的修飾性改變，即一種不涉及遺傳指外表的修飾性改變，即一種不涉及遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變而只發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平上的表物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變而只發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平上的

3、表型變化。飾變是不遺傳的。型變化。飾變是不遺傳的。 例如，粘質(zhì)沙雷氏菌，在例如，粘質(zhì)沙雷氏菌，在2525下培養(yǎng)時(shí)，下培養(yǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種深紅色的靈桿菌素，把菌落染成會(huì)產(chǎn)生一種深紅色的靈桿菌素，把菌落染成似鮮血那樣?？墒?，當(dāng)培養(yǎng)在似鮮血那樣?？墒牵?dāng)培養(yǎng)在3737下時(shí)，群下時(shí)，群體中所有細(xì)胞都不產(chǎn)色素。如果重新降溫至體中所有細(xì)胞都不產(chǎn)色素。如果重新降溫至2525，產(chǎn)色素能力又得到恢復(fù)。只有遺傳型，產(chǎn)色素能力又得到恢復(fù)。只有遺傳型的改變，即生物體遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)上發(fā)生的變的改變，即生物體遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)上發(fā)生的變化，才稱為變異?；?，才稱為變異。 w griffithgriffith是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的是第

4、一個(gè)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的 ，雖，雖然當(dāng)時(shí)還不知道稱之為轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)是然當(dāng)時(shí)還不知道稱之為轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)是什么，但是他的工作為后來什么，但是他的工作為后來averyavery等人進(jìn)等人進(jìn)一步揭示轉(zhuǎn)化因子的實(shí)質(zhì)，確立一步揭示轉(zhuǎn)化因子的實(shí)質(zhì)，確立dnadna為遺為遺傳物質(zhì)奠定了重要基礎(chǔ)。傳物質(zhì)奠定了重要基礎(chǔ)。結(jié)論結(jié)論w 活的、非致病性的活的、非致病性的r r型從已被殺死的型從已被殺死的ss型型中獲得了遺傳物質(zhì)，使其產(chǎn)生膜中獲得了遺傳物質(zhì)，使其產(chǎn)生膜成為致病性的成為致病性的ss型。型。griffithgriffith將這種現(xiàn)將這種現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)化象稱為轉(zhuǎn)化(transformation)(transforma

5、tion)2 2、噬菌體感染實(shí)驗(yàn)、噬菌體感染實(shí)驗(yàn)1952年，年，hershey和和chase證實(shí)了證實(shí)了dna是是噬菌體的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的著名實(shí)驗(yàn)。噬菌體的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的著名實(shí)驗(yàn)。 1956年年fraenkel-conrat等用含等用含rna的煙的煙草花葉病毒進(jìn)行了病毒重建實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了草花葉病毒進(jìn)行了病毒重建實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了rna是遺傳物質(zhì)。是遺傳物質(zhì)。(1)(1)用表面活性劑處理標(biāo)準(zhǔn)用表面活性劑處理標(biāo)準(zhǔn)tmvtmv，得到它的蛋白質(zhì)；，得到它的蛋白質(zhì)；(2)(2)從從tmvtmv的變種的變種hrhr通過弱堿處理得到它的通過弱堿處理得到它的rnarna；(3)(3)通過重建獲得雜種病毒；通過重建獲得雜

6、種病毒；(4)(4)證實(shí)雜種病毒的蛋白質(zhì)外殼是來自證實(shí)雜種病毒的蛋白質(zhì)外殼是來自tmvtmv標(biāo)準(zhǔn)株。標(biāo)準(zhǔn)株。(5)(5)雜種病毒感染煙草產(chǎn)生雜種病毒感染煙草產(chǎn)生hrhr所特有的病斑，說明雜種病毒的所特有的病斑，說明雜種病毒的感染特性是由感染特性是由hrhr的的rna rna 所決定，而不是二者的融合特征所決定，而不是二者的融合特征(6)(6)從病斑中一再分離得到的子病毒的蛋白質(zhì)外殼是從病斑中一再分離得到的子病毒的蛋白質(zhì)外殼是hrhr蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)，而不是標(biāo)準(zhǔn)株的蛋白質(zhì)外殼。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明雜種病毒的而不是標(biāo)準(zhǔn)株的蛋白質(zhì)外殼。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明雜種病毒的感染特征和蛋白質(zhì)的特性感染特征和蛋白質(zhì)的特性

7、 是由它的是由它的rnarna所決定，而不是由蛋所決定，而不是由蛋白質(zhì)所決定，遺傳物質(zhì)是白質(zhì)所決定，遺傳物質(zhì)是rnarna。 w 1、dna的結(jié)構(gòu)w 2、rna的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)w 3、核酸的復(fù)制、核酸的復(fù)制v真核微生物的核內(nèi)真核微生物的核內(nèi)dnadna與組蛋白結(jié)合成為與組蛋白結(jié)合成為染色體。染色體。v原核微生物的原核微生物的dnadna不與蛋白質(zhì)結(jié)合，呈松不與蛋白質(zhì)結(jié)合，呈松散的核質(zhì)體狀態(tài)存在。散的核質(zhì)體狀態(tài)存在。 遺傳性變異是由基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變所致，遺傳性變異是由基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變所致，主要通過基因突變、基因損傷后的修復(fù)、主要通過基因突變、基因損傷后的修復(fù)、基因的轉(zhuǎn)移與重組來實(shí)現(xiàn)?；虻霓D(zhuǎn)移與重組

8、來實(shí)現(xiàn)。 又稱點(diǎn)突變，又稱點(diǎn)突變， dna鏈上的一對(duì)鏈上的一對(duì) 突變突變 或少數(shù)幾對(duì)堿基發(fā)生改變?；蛏贁?shù)幾對(duì)堿基發(fā)生改變。 (堿堿 基置換基置換 、移碼突變、移碼突變 ) dna的大段變化的大段變化(損傷損傷)現(xiàn)象現(xiàn)象 (添加、缺失、易位、倒位添加、缺失、易位、倒位 ) 把兩個(gè)不同性狀個(gè)體內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移把兩個(gè)不同性狀個(gè)體內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移 到一起，經(jīng)過遺傳分子的重新組合后，到一起，經(jīng)過遺傳分子的重新組合后， 形成新遺傳型個(gè)體的方式，稱為基因重形成新遺傳型個(gè)體的方式，稱為基因重 組組(原核生物、真核生物原核生物、真核生物) 1 1、營養(yǎng)缺陷型、營養(yǎng)缺陷型 2 2、抗性突變型、抗性突變型 3 3、

9、條件致死突變型、條件致死突變型 4 4、形態(tài)突變型、形態(tài)突變型 5 5、抗原突變型、抗原突變型 6 6、其他突變型、其他突變型 如毒力、糖發(fā)酵能力、代謝如毒力、糖發(fā)酵能力、代謝產(chǎn)物的種類和產(chǎn)量以及對(duì)某種藥物的依賴性突產(chǎn)物的種類和產(chǎn)量以及對(duì)某種藥物的依賴性突變型等。變型等。 即突變的性狀與引起突變的原因間無直接的對(duì)即突變的性狀與引起突變的原因間無直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。應(yīng)關(guān)系。 例如，細(xì)菌在有青霉素的環(huán)境下，出現(xiàn)了抗青霉例如，細(xì)菌在有青霉素的環(huán)境下，出現(xiàn)了抗青霉素的突變體；在紫外線的作用下，出現(xiàn)了抗紫外素的突變體；在紫外線的作用下，出現(xiàn)了抗紫外線的突變體；在較高的培養(yǎng)溫度下，出現(xiàn)了耐高線的突變體；在較高

10、的培養(yǎng)溫度下，出現(xiàn)了耐高溫的突變體等。表面上看來，會(huì)認(rèn)為正是由于青溫的突變體等。表面上看來，會(huì)認(rèn)為正是由于青霉素、紫外線或高溫的霉素、紫外線或高溫的 誘變誘變 ，才產(chǎn)生了相對(duì)應(yīng)，才產(chǎn)生了相對(duì)應(yīng)的突變性狀。事實(shí)恰恰相反，這類性狀都可通過的突變性狀。事實(shí)恰恰相反，這類性狀都可通過自發(fā)的或其任何誘變因子誘發(fā)而行。這里的青霉自發(fā)的或其任何誘變因子誘發(fā)而行。這里的青霉素、紫外線或高僅是起著淘汰原有非突變型素、紫外線或高僅是起著淘汰原有非突變型( (敏感敏感型型) )個(gè)體的作用。個(gè)體的作用。 各種性狀的突變，可以在沒有人為的誘變因素各種性狀的突變，可以在沒有人為的誘變因素處理下自發(fā)地發(fā)生。處理下自發(fā)地發(fā)生

11、。 自發(fā)突變自發(fā)突變 決不意味著這決不意味著這種突變是沒有原因的，而只是說明人們對(duì)它們種突變是沒有原因的，而只是說明人們對(duì)它們還沒有很好認(rèn)識(shí)而已。還沒有很好認(rèn)識(shí)而已。 自發(fā)突變雖可隨時(shí)發(fā)生，但突變的頻率是較低自發(fā)突變雖可隨時(shí)發(fā)生，但突變的頻率是較低和穩(wěn)定的，一般在和穩(wěn)定的，一般在1010-6-6 1010-9-9間。所謂突變率，一間。所謂突變率，一般指每一細(xì)胞在每一世代中發(fā)生某一性狀突變般指每一細(xì)胞在每一世代中發(fā)生某一性狀突變的機(jī)率。例如，突變率為的機(jī)率。例如，突變率為1 11010-8-8者，就意味著者，就意味著當(dāng)當(dāng)10 10 8 8個(gè)細(xì)胞群體分裂成個(gè)細(xì)胞群體分裂成2 210 10 8 8個(gè)

12、細(xì)胞時(shí)，平個(gè)細(xì)胞時(shí)，平均會(huì)形成一個(gè)突變體。均會(huì)形成一個(gè)突變體。 突變的發(fā)生一般是獨(dú)立的，即在某一群體中，突變的發(fā)生一般是獨(dú)立的，即在某一群體中，既可發(fā)生抗青霉素的突變型，也可發(fā)生抗鏈霉既可發(fā)生抗青霉素的突變型，也可發(fā)生抗鏈霉素或任何其他藥物的抗藥性，而且還可發(fā)生其素或任何其他藥物的抗藥性，而且還可發(fā)生其他不屬抗藥性的任何突變。某一基因的突變，他不屬抗藥性的任何突變。某一基因的突變，既不提高也不降低其他基因的突變率。既不提高也不降低其他基因的突變率。 通過誘變劑的作用，可提高自發(fā)突變的頻率，通過誘變劑的作用，可提高自發(fā)突變的頻率，一般可提高一般可提高10-1010-10 5 5倍。不論是自發(fā)突變

13、或誘發(fā)倍。不論是自發(fā)突變或誘發(fā)突變突變( (誘變誘變) )得到的突變型，它們之間并無本質(zhì)得到的突變型，它們之間并無本質(zhì)上的差別，因?yàn)檎T變劑僅起著提高突變率的作上的差別，因?yàn)檎T變劑僅起著提高突變率的作用。用。 由于突變的根源是遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)上發(fā)生了穩(wěn)定由于突變的根源是遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)上發(fā)生了穩(wěn)定的變化，所以產(chǎn)生的新性狀也是穩(wěn)定的、可遺的變化，所以產(chǎn)生的新性狀也是穩(wěn)定的、可遺傳的。傳的。 由原始的野生型基因變異為突變型基因的由原始的野生型基因變異為突變型基因的過程，稱為正向突變，相反的過程則稱為過程，稱為正向突變，相反的過程則稱為回復(fù)突變或回變。實(shí)驗(yàn)證明，任何性狀既回復(fù)突變或回變。實(shí)驗(yàn)證明，任何性狀既有

14、正向突變，也可發(fā)生回復(fù)突變。有正向突變，也可發(fā)生回復(fù)突變。v1、luria等的變量試驗(yàn)（彷徨實(shí)驗(yàn)）等的變量試驗(yàn)（彷徨實(shí)驗(yàn)）v2、newcombe的涂布試驗(yàn)的涂布試驗(yàn)彷徨試驗(yàn)彷徨試驗(yàn)(fluctuation test)影印試驗(yàn)影印試驗(yàn)(replica plating)w 紫外線、紫外線、x x射線等射線等紫外線誘變機(jī)制紫外線誘變機(jī)制輻射劑量輻射劑量光復(fù)活作用光復(fù)活作用v 誘變劑：誘變劑： 亞硝酸、硫酸二乙酯、亞硝基胍等亞硝酸、硫酸二乙酯、亞硝基胍等v 誘變機(jī)制誘變機(jī)制v 注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： 選擇適宜的誘變劑及劑量，適當(dāng)?shù)臏囟冗x擇適宜的誘變劑及劑量，適當(dāng)?shù)臏囟?和和phph，終止反應(yīng)，安全，終止

15、反應(yīng)，安全1 1、從生產(chǎn)實(shí)踐中選育、從生產(chǎn)實(shí)踐中選育 選育步驟選育步驟 (1)(1)采樣采樣 (2)(2)加富培養(yǎng)加富培養(yǎng) (3)(3)平板分離平板分離 (4)(4)性能測定性能測定定向培育一般是指用某一特定環(huán)境長期處理某一定向培育一般是指用某一特定環(huán)境長期處理某一微生物培養(yǎng)物微生物培養(yǎng)物( (群體群體) )，同時(shí)不斷對(duì)它們進(jìn)行移種，同時(shí)不斷對(duì)它們進(jìn)行移種傳代，以達(dá)到積累和選擇合適的自發(fā)突變體的一傳代，以達(dá)到積累和選擇合適的自發(fā)突變體的一種古老的育種方法。由于自發(fā)突變的頻率較低，種古老的育種方法。由于自發(fā)突變的頻率較低，變異程度較輕微，所以培育新種的過程一般十分變異程度較輕微，所以培育新種的過

16、程一般十分緩慢。與誘變育種、雜交育種和基因工程技術(shù)相緩慢。與誘變育種、雜交育種和基因工程技術(shù)相比，定向培育法帶有守株待兔的被動(dòng)狀態(tài)。比，定向培育法帶有守株待兔的被動(dòng)狀態(tài)。 例如，異煙肼是吡哆醇的代謝拮抗物例如，異煙肼是吡哆醇的代謝拮抗物( (即結(jié)構(gòu)即結(jié)構(gòu)類似物類似物) )，兩者分子結(jié)構(gòu)類似。，兩者分子結(jié)構(gòu)類似。 2 2 、定向培育優(yōu)良菌種、定向培育優(yōu)良菌種 誘變育種就是利用物理或化學(xué)誘變劑處理均勻誘變育種就是利用物理或化學(xué)誘變劑處理均勻分散的微生物細(xì)胞群，促進(jìn)其突變頻率大幅度提高，分散的微生物細(xì)胞群，促進(jìn)其突變頻率大幅度提高，然后設(shè)法采用簡便、快速和高效的篩選方法，從中然后設(shè)法采用簡便、快速和

17、高效的篩選方法，從中挑選少數(shù)符合育種目的突變株，以供生產(chǎn)實(shí)踐或科挑選少數(shù)符合育種目的突變株，以供生產(chǎn)實(shí)踐或科學(xué)實(shí)驗(yàn)之用。學(xué)實(shí)驗(yàn)之用。 誘變育種除提高產(chǎn)量外，還可改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、誘變育種除提高產(chǎn)量外，還可改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大品種和簡化工藝等目的。它具有方法簡便、工擴(kuò)大品種和簡化工藝等目的。它具有方法簡便、工作速度快和收效顯著等優(yōu)點(diǎn)，仍是目前最廣泛使用作速度快和收效顯著等優(yōu)點(diǎn)，仍是目前最廣泛使用的育種手段。的育種手段。1 1、誘變育種的基本環(huán)節(jié)、誘變育種的基本環(huán)節(jié)v1 1、初篩：以、初篩：以量量為主為主v2 2、復(fù)篩：以、復(fù)篩：以質(zhì)質(zhì)為主為主2 2、誘變育種的步驟、誘變育種的步驟(auxotroph)

18、(auxotroph)是指通過誘變而產(chǎn)生的，是指通過誘變而產(chǎn)生的，在一些營養(yǎng)物質(zhì)在一些營養(yǎng)物質(zhì)( (如氨基酸、維生至少和堿基等如氨基酸、維生至少和堿基等) )的合成能力上出現(xiàn)缺陷，因此必須在基本培養(yǎng)的合成能力上出現(xiàn)缺陷，因此必須在基本培養(yǎng)基基(minimal medium)(minimal medium)中加入相應(yīng)的有機(jī)營養(yǎng)成中加入相應(yīng)的有機(jī)營養(yǎng)成分才能正常生長的變異菌株。分才能正常生長的變異菌株。是指從自然界分離到的任何微生物在其是指從自然界分離到的任何微生物在其發(fā)生人為營養(yǎng)缺陷突變前的原始菌株。在其相發(fā)生人為營養(yǎng)缺陷突變前的原始菌株。在其相應(yīng)的基本培養(yǎng)基上生長。應(yīng)的基本培養(yǎng)基上生長。 v(

19、1)(1)誘變劑處理誘變劑處理 v(2)(2)淘汰野生型淘汰野生型 v(3)(3)檢出缺陷型檢出缺陷型 v(4)(4)鑒定缺陷型鑒定缺陷型 (1)(1)選擇簡便有效的誘變劑選擇簡便有效的誘變劑 目前在實(shí)踐上常用的誘變劑主要有紫外線目前在實(shí)踐上常用的誘變劑主要有紫外線(u.v.)(u.v.)、氮芥、硫酸二乙酯、氮芥、硫酸二乙酯、n-n-甲基甲基-n-n-硝硝基基-n-n-亞硝基胍亞硝基胍(ntg(ntg或或mnng)mnng)和亞硝基甲脲和亞硝基甲脲(nmu)(nmu)等。后兩種因?yàn)橛型怀龅恼T變效果，所等。后兩種因?yàn)橛型怀龅恼T變效果，所以被譽(yù)為以被譽(yù)為“超誘變劑超誘變劑”。 (2)(2)挑選優(yōu)良

20、的出發(fā)菌株挑選優(yōu)良的出發(fā)菌株 (4)(4)選用最適劑量選用最適劑量要確定一個(gè)合適的劑量，常常要經(jīng)過多次試驗(yàn)。就要確定一個(gè)合適的劑量，常常要經(jīng)過多次試驗(yàn)。就一般微生物而言，誘變率往往隨劑量的增高而提高，一般微生物而言，誘變率往往隨劑量的增高而提高，但達(dá)到一定劑量后，再提高劑量反而會(huì)使誘率下降。但達(dá)到一定劑量后，再提高劑量反而會(huì)使誘率下降。根據(jù)對(duì)紫外線、根據(jù)對(duì)紫外線、x x射線和乙烯亞胺等誘變效應(yīng)的研究射線和乙烯亞胺等誘變效應(yīng)的研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)正變轉(zhuǎn)多地出現(xiàn)在偏低的劑量中，而負(fù)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)正變轉(zhuǎn)多地出現(xiàn)在偏低的劑量中，而負(fù)變較多地出現(xiàn)于偏高的劑量中；還發(fā)現(xiàn)經(jīng)多次誘變變較多地出現(xiàn)于偏高的劑量中；還發(fā)現(xiàn)經(jīng)

21、多次誘變而提高產(chǎn)量的菌株中，更容易出現(xiàn)負(fù)變。因此，在而提高產(chǎn)量的菌株中，更容易出現(xiàn)負(fù)變。因此，在誘變育種工作中，目前比較傾向于采用較低的劑量。誘變育種工作中，目前比較傾向于采用較低的劑量。 (5)(5)利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng) 誘變劑的復(fù)合處理常常呈現(xiàn)一定的協(xié)同效應(yīng)，誘變劑的復(fù)合處理常常呈現(xiàn)一定的協(xié)同效應(yīng)，這對(duì)育種實(shí)踐是很有參考價(jià)值的。這對(duì)育種實(shí)踐是很有參考價(jià)值的。 (6)(6)利用和創(chuàng)造形態(tài)、生理與產(chǎn)量間的相利用和創(chuàng)造形態(tài)、生理與產(chǎn)量間的相關(guān)指標(biāo)關(guān)指標(biāo) 為了確切地了解某一突變株產(chǎn)量性狀的提為了確切地了解某一突變株產(chǎn)量性狀的提高程度，必須進(jìn)行大量的分析測定和統(tǒng)計(jì)工高程度，必

22、須進(jìn)行大量的分析測定和統(tǒng)計(jì)工作。作。(7)(7)設(shè)計(jì)和采用高效篩選方案和方法設(shè)計(jì)和采用高效篩選方案和方法 通過誘變處理，在微生物群體中會(huì)出現(xiàn)種種突通過誘變處理，在微生物群體中會(huì)出現(xiàn)種種突變型個(gè)體，絕大多數(shù)是負(fù)變體，要在其中把極個(gè)變型個(gè)體，絕大多數(shù)是負(fù)變體，要在其中把極個(gè)別的產(chǎn)量提高較顯著的正變體篩選到手，就要求別的產(chǎn)量提高較顯著的正變體篩選到手，就要求采用效率較高的科學(xué)篩選方案和方法。采用效率較高的科學(xué)篩選方案和方法。篩選過程以分初篩與復(fù)篩兩階段進(jìn)行為好。前者篩選過程以分初篩與復(fù)篩兩階段進(jìn)行為好。前者以量以量( (選留菌株的數(shù)量選留菌株的數(shù)量) )為主，后者以質(zhì)為主，后者以質(zhì)( (測定數(shù)測定數(shù)

23、據(jù)的精確度據(jù)的精確度) )為主。為主。 凡把兩個(gè)不同性狀個(gè)體內(nèi)的遺傳基因凡把兩個(gè)不同性狀個(gè)體內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移到一起，經(jīng)過遺傳分子的重新組合后，轉(zhuǎn)移到一起，經(jīng)過遺傳分子的重新組合后，形成新遺傳型個(gè)體的方式，稱為基因重組。形成新遺傳型個(gè)體的方式，稱為基因重組。重組可使生物體在未發(fā)生突變的情況下，也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。能產(chǎn)生新遺傳型的個(gè)體。 重組是分子水平上的一個(gè)概念，可以重組是分子水平上的一個(gè)概念，可以理解成是遺傳物質(zhì)分子水平上的雜交。理解成是遺傳物質(zhì)分子水平上的雜交。真核微生物中的有性雜交、準(zhǔn)性雜交及原核真核微生物中的有性雜交、準(zhǔn)性雜交及原核生物中的轉(zhuǎn)化、

24、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合和原生質(zhì)體融合生物中的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合和原生質(zhì)體融合等都是基因重組在細(xì)胞水平上的反映。等都是基因重組在細(xì)胞水平上的反映。基因重組是雜交育種的理論基礎(chǔ)。由于雜交基因重組是雜交育種的理論基礎(chǔ)。由于雜交育種是選用已知性狀的供體和受體菌種作為育種是選用已知性狀的供體和受體菌種作為親本，因此不論在方向性還是自覺性方面，親本，因此不論在方向性還是自覺性方面，都比誘變育種前進(jìn)了一大步都比誘變育種前進(jìn)了一大步。 通過供體菌和受體菌完整細(xì)胞間的直接通過供體菌和受體菌完整細(xì)胞間的直接接觸而傳遞大段接觸而傳遞大段dnadna的過程，稱為接合的過程，稱為接合( (有有時(shí)也稱時(shí)也稱 雜交雜交)。一、原核微生物

25、的基因重組一、原核微生物的基因重組是細(xì)菌通過性菌毛相互連接溝通，將遺傳物質(zhì)（主要是質(zhì)粒dna）從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌。能通過結(jié)合方式轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒稱為接合性質(zhì)粒，不能通過性菌毛在細(xì)菌間轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒為非接合性質(zhì)粒。 受體菌直接吸收了來自供體菌的受體菌直接吸收了來自供體菌的dna片段，通過交換，把它組合到自己的基片段，通過交換，把它組合到自己的基因組中，從而獲得了供體菌的部分遺傳因組中，從而獲得了供體菌的部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱轉(zhuǎn)化。性狀的現(xiàn)象，稱轉(zhuǎn)化。 通過缺陷噬菌體的媒介，把供體細(xì)胞的通過缺陷噬菌體的媒介，把供體細(xì)胞的dnadna片段攜帶到受體細(xì)胞中，從而使后者獲得了前者片段攜帶到受體細(xì)胞中，從而使后者

26、獲得了前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)。部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)。 根據(jù)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因片段的范圍，可將轉(zhuǎn)導(dǎo)分為兩根據(jù)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因片段的范圍，可將轉(zhuǎn)導(dǎo)分為兩類：類：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（轉(zhuǎn)導(dǎo)的（轉(zhuǎn)導(dǎo)的dnadna可是供菌染色體上可是供菌染色體上的任何部分）、的任何部分）、局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（轉(zhuǎn)導(dǎo)的（轉(zhuǎn)導(dǎo)的dnadna只限供只限供菌染色體上的特定基因）。菌染色體上的特定基因）。 通過人為方法，使遺傳性狀不同的兩通過人為方法，使遺傳性狀不同的兩細(xì)胞的原生質(zhì)體發(fā)生融合，并產(chǎn)生重組子細(xì)胞的原生質(zhì)體發(fā)生融合，并產(chǎn)生重組子的過程，稱為原生質(zhì)體融合或細(xì)胞融合。的過程，稱為原生質(zhì)體融合或細(xì)胞融合。w 先準(zhǔn)備兩個(gè)有選擇性遺傳標(biāo)記的突變株，在高滲先準(zhǔn)備兩個(gè)有選擇性遺傳標(biāo)記的突