第7章微生物遺傳變異與育種課件

第七章微生物的遺傳變異和育種第一節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)一證明DNA是遺傳物質(zhì)的三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)F.Griffith針對肺炎雙球菌（S.pneumoniae）實(shí)驗(yàn)已知S.pneumoniae分為兩種形式S型：有莢膜的致病菌光滑型R型：無莢膜非致病菌粗糙型以上實(shí)驗(yàn)說明，熱殺死的S型細(xì)菌中具有某種遺傳轉(zhuǎn)化能力的物質(zhì)，能通過某種方式進(jìn)入R型細(xì)菌中，使R型細(xì)菌獲得表達(dá)S型莢膜性狀的遺傳特性。（4）細(xì)胞抽體物離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)充分證明S型細(xì)菌的DNA使R細(xì)菌轉(zhuǎn)變成了S型細(xì)菌。噬菌體感染實(shí)驗(yàn)植物病毒重建實(shí)驗(yàn)證明RNA同樣是遺傳物質(zhì)（一）7個(gè)水平1.細(xì)胞水平真核微生物和原核微生物的DNA存在于細(xì)胞核和核區(qū)中。2.細(xì)胞核水平：基因組真核微生物：細(xì)胞核有核膜包裹，DNA與組蛋白結(jié)合成核染色體。原核微生物：細(xì)胞核無核膜包裹，DNA呈環(huán)狀雙鏈松散結(jié)構(gòu)。二遺傳物質(zhì)在微生物細(xì)胞內(nèi)的存在部位和方式3.染色體水平：染色體數(shù)和染色體倍數(shù)4.核酸水平：核酸種類、核酸結(jié)構(gòu)、DNA長度5.基因水平：基因調(diào)控系統(tǒng)操縱子調(diào)節(jié)基因啟動(dòng)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因二遺傳物質(zhì)在微生物細(xì)胞內(nèi)的存在部位和方式CcpAHPrHisPPpromotorcreboxstructuregene6-p-glc6.密碼子水平：mRNA上三個(gè)連續(xù)的核苷酸序列7.核苷酸水平：AMPTMPGMPCMP（二）核外染色體存在的形式三原核生物的質(zhì)粒質(zhì)?！坞x于原核生物核基因組外，具有獨(dú)立復(fù)制能力的小型共價(jià)閉合環(huán)狀的dsDNA分子。嚴(yán)密型復(fù)制控制松弛型復(fù)制控制

pIC333Tn10B.subtilisST100ST141ST143ST144ST145質(zhì)粒在基因工程中的應(yīng)用幾種典型質(zhì)粒介紹（1）F質(zhì)粒：(性因子)E.coli

中決定性別的質(zhì)粒（2）R質(zhì)粒：抗性質(zhì)?？剐赞D(zhuǎn)移因子：RTF抗性決定子r：包含IS轉(zhuǎn)座因子（3）Col質(zhì)粒：(大腸桿菌素質(zhì)粒)編碼基因包括：

ColE1和ColIb（7）降解性質(zhì)粒：存在于假單胞菌屬中編碼一系列降解復(fù)雜物的酶基因（5）Ri質(zhì)粒：存在于發(fā)根農(nóng)桿菌，誘生毛狀根。（6）mega質(zhì)粒：（巨大質(zhì)粒），存在于根瘤菌中，編碼固氮基因。（4）Ti質(zhì)粒：(誘癌質(zhì)粒)，存在于根癌農(nóng)桿菌中，植物遺傳工程的載體。第二節(jié)基因突變和誘變育種一基因突變(自發(fā)或誘發(fā))（一）突變類型a選擇性突變株?duì)I養(yǎng)缺陷型抗性突變型條件致死型b非選擇性突變株形態(tài)突變株抗原突變株產(chǎn)量突變株（二）基因突變機(jī)制1.誘發(fā)突變（1）堿基的置換：直接引起置換的誘變劑：HNO2、羥胺、烷化劑以HNO2為例:HNO2使堿基發(fā)生氧化脫氨作用Hk:CHk:CA:THe:THk:TA:TG:C間接引起置換的誘變劑：堿基類似物以5－BU為例：5－BU是T的堿基類似物A:TA:TA:5-BUkA:TG:5-BUeG:CG:5-BUe（2）移碼突變：丫啶類染料（3）染色體畸變：電離輻射引起染色體結(jié)構(gòu)的變化。2.自發(fā)突變機(jī)制沒有人工參與下生物體自然發(fā)生的突變，幾率10-6～10-10。3.紫外線對DNA的損傷及修復(fù)機(jī)制（1）光復(fù)活作用黑暗中光解酶與二聚體結(jié)合，300nm～500nm可見光下被激活，使二聚體分解成單體。（2）切除修復(fù)暗修復(fù)內(nèi)切核酸酶外切核酸酶DNA聚合酶DNA連接酶第三節(jié)基因重組和雜交育種一原核生物的基因重組（一）轉(zhuǎn)化——受體菌直接吸收供體菌的DNA片段而獲得后者部分遺傳性狀的顯現(xiàn)。感受態(tài)：受體細(xì)胞最能接受外源DNA片段并能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。轉(zhuǎn)化因子：離體的DNA片段。dsDNA、ssDNA和質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)化機(jī)制（肺炎雙球菌）（二）轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)——通過缺陷噬菌體的媒介，把供體細(xì)胞的小片段DNA攜帶到受體細(xì)胞中，通過交換和整合，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象。1.普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)：溫和噬菌體的“誤包”導(dǎo)致。a完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)b流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)c局限轉(zhuǎn)導(dǎo)（1）低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（LFT）：溶源菌釋放的噬菌體所進(jìn)行的轉(zhuǎn)導(dǎo)。（2）高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（HFT）：雙重溶源菌進(jìn)行誘導(dǎo)，產(chǎn)生高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物。（三）接合（conjugation）（1）E.coli的4種接合型菌株Hfr與F-菌株間的接合中