細(xì)菌的遺傳變異

關(guān)于細(xì)菌的遺傳變異遺傳是指子代細(xì)菌所表現(xiàn)出的性狀與親代相同或相似，它能使細(xì)菌的性狀保持相對穩(wěn)定,保持物種延續(xù)。變異是指子代細(xì)菌所表現(xiàn)的性狀與親代不同,它能使物種不斷進(jìn)化,逐漸由低級向高級進(jìn)化。第2頁,共34頁，2024年2月25日，星期天細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是DNA。包括：

1、基因組

2、質(zhì)粒

3、轉(zhuǎn)位因子

4、毒力島第3頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)常見的細(xì)菌變異現(xiàn)象第4頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

一、形態(tài)與結(jié)構(gòu)變異（一）形態(tài)變異細(xì)菌在不良生長環(huán)境下出現(xiàn)的形態(tài)變異例如：衰老型、L型細(xì)菌病原菌在動物特定組織器官中的形態(tài)變異例如：豬丹毒桿菌、炭疽桿菌形態(tài)變異多數(shù)是非遺傳性的，將其恢復(fù)到正常環(huán)境，形態(tài)即可復(fù)原。第5頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（二）結(jié)構(gòu)變異1、莢膜變異有莢膜的細(xì)菌在特定的條件下可失去莢膜，此種變異有的能遺傳有的不能遺傳。例如：炭疽桿菌（非遺傳性）無毒炭疽芽孢苗（遺傳性）第6頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、芽孢變異有些能形成芽孢的細(xì)菌變異后可失去產(chǎn)生芽孢的特性。例如：炭疽桿菌（遺傳性）第7頁,共34頁，2024年2月25日，星期天3、鞭毛變異一些有鞭毛的細(xì)菌變異后可失去鞭毛，此為鞭毛變異,即H→O變異。例如：變形桿菌，H型菌→O型菌的變異第8頁,共34頁，2024年2月25日，星期天二、菌落變異細(xì)菌的菌落類型：光滑型（S型）表面光滑、濕潤、邊緣整齊粗糙型(R型)表面粗糙、枯干、邊緣不整齊變異類型：絕大多數(shù)細(xì)菌的菌落變異為S→R變異少數(shù)細(xì)菌為R→S變異菌落變異常伴隨細(xì)菌毒力、生化特性、抗原性等的變異。第9頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

三、毒力變異細(xì)菌的毒力可由強(qiáng)變?nèi)?，也可由弱變?qiáng)。由于細(xì)菌毒力可發(fā)生變異，所以實(shí)驗(yàn)室保存細(xì)菌時(shí)，除采用低溫及凍干法外、還應(yīng)定期通過易感動物。第10頁,共34頁，2024年2月25日，星期天四、抗原性變異微生物的各種結(jié)構(gòu)成分、如莢膜、鞭毛、菌毛、細(xì)胞壁、囊膜、衣殼蛋白等都具有抗原性?？乖宰儺惓Ｒ娙N：原有的某種抗原消失原有的抗原結(jié)構(gòu)發(fā)生改變使抗原性改變表面抗原丟失后，內(nèi)部抗原暴露抗原性變異只有用血清學(xué)方法才可檢測出來?？乖宰儺惓＝o微生物的鑒定和傳染病的預(yù)防帶來一定的困難。第11頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

五、耐藥性變異原來對某種抗菌藥物敏感的細(xì)菌，變異后可產(chǎn)生對該藥物的耐藥性，此稱耐藥性變異。由于濫用抗生素，導(dǎo)致具有耐藥性的病原菌越來越多，造成嚴(yán)重后果。有鑒于此，在獸醫(yī)臨床上一方面要注意選用敏感藥物，另一方面要合理使用抗生素。第12頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)細(xì)菌變異的機(jī)制第13頁,共34頁，2024年2月25日，星期天一、非遺傳性變異是由于外界環(huán)境的改變而引起的暫時(shí)的表現(xiàn)型的改變，其基因沒有發(fā)生改變，當(dāng)環(huán)境條件恢復(fù)時(shí)，細(xì)菌又能恢復(fù)原來的性狀。此種變異不能遺傳。其發(fā)生多數(shù)由于誘導(dǎo)而產(chǎn)生。第14頁,共34頁，2024年2月25日，星期天二、遺傳性變異是由于基因改變而引起的變異，能遺傳。發(fā)生的機(jī)制有兩種：基因突變基因重組第15頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（一）基因突變(genemutation)是由于細(xì)菌的遺傳物質(zhì)偶然發(fā)生改變而引起的變異，這種改變與外來的DNA無關(guān)。按發(fā)生改變的范圍大小，分為點(diǎn)突變與染色體畸變兩種。第16頁,共34頁，2024年2月25日，星期天1、點(diǎn)突變是指DNA分子中的某一點(diǎn)發(fā)生了改變,例如在某一點(diǎn)增加或減少了堿基、原來堿基被其他堿基置換、堿基倒置等。2、染色體畸變是指DNA分子中某一段發(fā)生了改變，例如在DNA分子的某一部位增加或減少了一段DNA、DNA片斷易位、倒轉(zhuǎn)等。第17頁,共34頁，2024年2月25日，星期天突變率基因突變是由于細(xì)菌在復(fù)制自身DNA時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤而引起，這種復(fù)制錯(cuò)誤在任何微生物都可發(fā)生，發(fā)生的頻率（即突變率）為104～109之間，即每繁殖1萬到10億個(gè)菌體可出現(xiàn)一次。第18頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（二）基因的轉(zhuǎn)移與重組是指細(xì)菌等微生物，從外源獲得DNA，與本身的DNA重新組合而引起的變異?；蜣D(zhuǎn)移與重組的5種方式：

轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)換接合原生質(zhì)體融合第19頁,共34頁，2024年2月25日，星期天1、轉(zhuǎn)化（transformation）是指一種細(xì)菌從外界環(huán)境直接攝取了另一種細(xì)菌游離的DNA，二種菌的DNA重新組合而引起的變異。如肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化。第20頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）是指以溫和噬菌體為媒介，將供體菌的DNA片斷攜帶到受體菌中，引起遺傳物質(zhì)的重組而導(dǎo)致的變異。獲得新遺傳性狀的受體菌稱轉(zhuǎn)導(dǎo)子。第21頁,共34頁，2024年2月25日，星期天3、轉(zhuǎn)換（conversion）是指溫和噬菌體將自身遺傳物質(zhì)整合到細(xì)菌DNA中，而導(dǎo)致的變異。第22頁,共34頁，2024年2月25日，星期天4、接合（conjugation）是指細(xì)菌通過性菌毛接觸，由供體菌將質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移給受體菌而引起的變異。第23頁,共34頁，2024年2月25日，星期天5、原生質(zhì)體融合（protoplastfusion）是指通過人為的方法，使兩種細(xì)菌細(xì)胞的原生質(zhì)體發(fā)生融合，并發(fā)生重組，產(chǎn)生新性狀的個(gè)體。第24頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)人工獲得微生物

變異品系的方法第25頁,共34頁，2024年2月25日，星期天一、篩選即從自然界去找我們所需性狀的菌株或毒株,很多制疫苗的弱毒株就是從自然界篩選出來的。第26頁,共34頁，2024年2月25日，星期天二、人工誘變即利用理化的或生物學(xué)方法來處理微生物，使其性狀發(fā)生變異，然后從中篩選我們所需要的菌株或毒株。此法比單純篩選更容易得到變異株，但仍無方向性，故誘變后還需篩選。第27頁,共34頁，2024年2月25日，星期天誘變劑用來誘發(fā)微生物變異的各種因素稱誘變劑，有物理性誘變劑有、化學(xué)誘變劑和生物誘變因素。第28頁,共34頁，2024年2月25日，星期天①物理性誘變劑溫度紫外線激光X射線α射線β射線等第29頁,共34頁，2024年2月25日，星期天②化學(xué)誘變劑有亞硝酸、烷化劑、5-溴尿嘧啶、5-氟尿嘧啶、2-氨基嘌呤、8-氮鳥嘌呤等。這些化學(xué)物質(zhì)，或能引起DNA及其堿基對發(fā)生化學(xué)變構(gòu)，或能摻入DNA分子中置換其天然堿基，或能插入DNA雙螺旋的鄰接堿基對之間，而導(dǎo)致細(xì)菌變異。第30頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

③生物誘變因素除噬菌體外，也常把微生物連續(xù)通過非易感動物、雞胚或組織培養(yǎng)細(xì)胞，進(jìn)行誘變育種，此種方法是使病原微生物毒力減弱的常用方法。第31頁,共34頁，2024年2月25日，星期天三、基因工程是用人工方法將所需要的某一供體生物的DNA提取出來，再用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙盖懈?，將切下的目的基因與載體DNA(質(zhì)粒、噬菌體或病毒)連接，然后與載體一起導(dǎo)入受體細(xì)胞（大腸桿菌、酵母菌等），使其隨受體細(xì)胞的分裂而復(fù)制并編碼出目的基因的產(chǎn)物。第