微生物教程yyd第八章微生物的遺傳變異和育種-文庫(kù)吧
2024-12-29 23:43 本頁(yè)面
【正文】 的突變株。若產(chǎn)量顯著高于原始菌株者稱正突變，反之則稱負(fù)突變。 突變率：某一細(xì)胞（或病毒粒子）在某一世代中發(fā)生某一性狀突變的幾率。 如突變率為 108表示細(xì)胞在 1億次分裂過(guò)程中，會(huì)發(fā)生 1次突變。 突變是獨(dú)立發(fā)生的，互相不影響，同一細(xì)胞中同時(shí)發(fā)生兩個(gè)或兩個(gè)以上突變的幾率極低。 雙重或多重突變的幾率是各個(gè)基因突變幾率的乘積。 （二）突變率 ① 自發(fā)性：是在沒(méi)有人為干涉的條件下產(chǎn)生的突。 ② 不對(duì)應(yīng)性：指突變性狀與引起突變的原因之間無(wú)直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 ③ 稀有性：一般突變尤其是自發(fā)突變，幾率極小（幾率為106109）。 ④ 獨(dú)立性：某基因的突變率不受它種基因突變率的影響。 ⑤ 可誘變性：使用誘變劑，可顯著提高突變幾率，在遺傳育種上較常用。 ⑥ 穩(wěn)定性：突變后的新性狀可以穩(wěn)定地遺傳給下一代。 ⑦ 可逆性：由野生型基因變異為突變型基因，稱正向變異。由突變型基因返回到原始的野生型基因，稱回復(fù)突變。 （三） 突變的特點(diǎn) 7個(gè)共同點(diǎn) ： （四）基因突變自發(fā)性和不對(duì)應(yīng)性的實(shí)驗(yàn)證明 變量實(shí)驗(yàn) 又稱彷徨試驗(yàn)或波動(dòng)實(shí)驗(yàn) 材料：噬菌體 T1—— 涂布在平板上作為所抗的環(huán)境因素； 對(duì)噬菌體 T1敏感的 —— 待實(shí)驗(yàn)菌株 結(jié)論： T1突變型是自發(fā)產(chǎn)生的，且產(chǎn)生的越早，抗性菌落出現(xiàn)的就越多。 T1僅起到淘汰原始未突變菌株和甄別抗噬菌體突變型的作用，并不是誘導(dǎo)因 素。 變量試驗(yàn) 大腸桿菌稀釋培養(yǎng)物 10 ml 10 ml (在同一個(gè)大管中作整體培養(yǎng) ) (培養(yǎng)前先分成 50小管 ) 2 3 7 1 4 4 3 5 抗噬菌體菌落數(shù) 抗噬菌體菌落數(shù) 涂布試驗(yàn) 涂布敏感菌 5 104個(gè) 共 12個(gè)平板 5 104個(gè)菌落 5000個(gè)細(xì)菌 /菌落 6個(gè)平板共 353個(gè)菌落 6個(gè)平板共 28個(gè)菌落 噴入 T1保溫 重新涂布后 噴入 T1保溫 結(jié)論： 該抗性突變發(fā)生在與 噬菌體 T1接觸之前，噬 菌體的加入只起到甄別該類自發(fā)突變是否發(fā)生、存 在，決不是誘發(fā)該類突變的原因。 影印培養(yǎng)試驗(yàn) 原始敏 感菌種 影印培養(yǎng) 無(wú)藥 培養(yǎng)基 含藥 培養(yǎng)基 結(jié)論： 對(duì)鏈霉素敏感的 K12細(xì)胞在未接觸過(guò)任何一點(diǎn)鏈霉素的條件下，由 1—— 2—— 4—— 5—— 6—— 8—— 9——10—— 12…… 的移種可篩選出大量抗鏈霉素的突變株。 (五）基因突變的機(jī)制 突變機(jī)制是多樣性的，可以是自發(fā)的或誘發(fā)的，具體見(jiàn)下圖。 誘發(fā)突變：簡(jiǎn)稱誘變，指通過(guò)人為的方法，利用物理、化學(xué)或生物因素顯著提高基因自發(fā)突變幾率的手段。 誘變劑：能夠提高突變幾率的任何因素。 ?堿基的置換 ?移碼突變 ?染色體畸變 （ 1） 堿基置換 它只涉及一對(duì)堿基被另一對(duì)堿基所置換，屬 于典型的點(diǎn)突變。 嘌呤置換嘌呤（嘧啶置換嘧啶） —— 轉(zhuǎn)換 嘌呤置換嘧啶或者嘧啶置換嘌呤 —— 顛換 A .. T A .. T A .. T G .. C A .. BU 酮式 G .. BU 烯醇式 置換 G .. C A .. BU G .. BU A .. BU G .. C A .. T 烯醇式 酮式 （ 2）移碼突變 指誘變劑使 DNA序列中的一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)核苷酸增加或減少，從而使該部位后面的全部遺傳密碼的閱讀框架改變，引起轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯錯(cuò)誤的一類突變。 移碼突變屬于 DNA的輕微損傷，也是一種點(diǎn)突變，由移碼突變所產(chǎn)生的突變株稱為移碼突變株。 移碼突變的幾種情況如下圖示 移碼突變的結(jié)果：正常鏈上增加或是缺失 2或 5個(gè) 堿基時(shí)，均可引起移碼突變，而增加或缺失 3或 6個(gè)不影 響讀碼，只引起較短的增加或缺失。 （ 3）染色體畸變 包括染色體結(jié)構(gòu)的缺失、重復(fù)、插入、易位、倒位 幾種情況，也包括染色體數(shù)目的變化。 1〉 染色體內(nèi)畸變：只涉及一條染色體上的變化，上 述幾種均可發(fā)生。 倒位： 斷裂下來(lái)的一段染色體逆轉(zhuǎn)，然后，重新插入到 原位置。 易位： 斷裂下來(lái)的一小段染色體再順向或逆向地插入同 一染色體的其他部位上。 2〉 染色體間畸變：非同源染色體間的易位。一小段 DNA斷下后，可跳到另一條染色體上插入；質(zhì)粒上的 DNA 跳到另一個(gè)質(zhì)粒上，此種情況亦屬于染色體間畸變。 （原核微生物僅一條染色體，不存在“另一條”。 ) 嚴(yán)格地說(shuō)， DNA從一個(gè)細(xì)胞跳到另一個(gè)細(xì)胞的易位， 亦屬于染色體間畸變。 總之，原核、真核微生物都存在染色體間畸變。 自發(fā)突變： 生物體在無(wú)人工干預(yù)下自然發(fā)生 的低頻突變。 自發(fā)突變的原因一般有： ? 背景輻射和環(huán)境因素的誘變 例如：宇宙輻射、南北極磁場(chǎng)等。 ? 微生物自身有害代謝產(chǎn)物的誘變效應(yīng) 例如：過(guò)氧化氫、過(guò)氧化物等。 ? DNA復(fù)制過(guò)程中堿基配對(duì)錯(cuò)誤引起 據(jù)統(tǒng)計(jì)， DNA鏈在每次復(fù)制中每個(gè)堿基對(duì)錯(cuò)配頻率是1071011， 這樣一個(gè)基因的自發(fā)突變幾率約為 106。 紫外線對(duì) DNA的損傷是引起相鄰嘧啶形成嘧啶二聚 體（ TT， TC， CC）。造成局部 DNA分子無(wú)法配對(duì)。 微生物有多種修復(fù)受損 DNA的作用，現(xiàn)舉兩例： ? 光復(fù)活作用 經(jīng)紫外線照射誘變的微生物立即暴露在可見(jiàn)光下，則微生物的死亡率和突變率將明顯降低的現(xiàn)象，稱 光復(fù)活作用 。 機(jī)理： 誘變形成的嘧啶二聚體在暗處結(jié)合光激活酶， 在有可見(jiàn)光的情況下，此酶吸收光能，解離嘧啶二聚體。 ? 暗修復(fù)作用 又稱 切除修復(fù) ，經(jīng)紫外線誘變損傷的 DNA在不見(jiàn)光的條件下，依靠微生物體內(nèi)的四種酶來(lái)修復(fù)受損的 DNA。 即：內(nèi)切核酸酶、外切核酸酶、 DNA聚合酶、連
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