工業(yè)微生物育種誘變劑(參考版)
2025-01-16 22:27本頁(yè)面
【正文】 。 思考題 ? 1 四種常用的物理誘變劑的誘變機(jī)制和生物學(xué)效應(yīng)是什么？ ? 2 紫外線照射劑量的表示方法有哪些？ ? 3 簡(jiǎn)述紫外線誘變的過(guò)程。 生物誘變劑的主要誘變方式 ? 1. 轉(zhuǎn)導(dǎo)誘發(fā)突變 ? 烈性噬菌體：隨機(jī)轉(zhuǎn)導(dǎo)，使宿主細(xì)菌的基因型發(fā)生改變； ? 溫和噬菌體：特定轉(zhuǎn)導(dǎo)，也能使供體細(xì)菌和受體細(xì)菌都產(chǎn)生基因突變。 烈性噬菌體： 隨機(jī)轉(zhuǎn)導(dǎo)，宿主細(xì)菌的基因型發(fā)生改變； 溫和噬菌體： 特定轉(zhuǎn)導(dǎo)，使供體菌和受體菌都產(chǎn)生基因突變。 基因定點(diǎn)誘變 隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，點(diǎn)突變技術(shù)在蛋白質(zhì)工程中正得到廣泛應(yīng)用，特定寡核苷酸在突變技術(shù)中起著介導(dǎo)作用，使基因成為一種新的分子水平生物誘變劑。 重視化學(xué)誘變劑的操作安全 誘變劑 在 DNA上的初級(jí)效應(yīng) 遺傳反應(yīng) 堿基類似物 摻入作用 AT?GC 轉(zhuǎn)換 羥胺 同胞嘧啶起羥化反應(yīng) GC→AT 轉(zhuǎn)換 亞硝酸 A、 C的脫氧基作用 DNA交聯(lián) AT→GC 轉(zhuǎn)換 缺失 烷化劑 烷化堿基（主要是 G）而導(dǎo)致： 脫嘌呤作用；烷化堿基的互變異構(gòu)作用； DNA鏈的交聯(lián)作用；糖 磷酸骨架的斷裂 堿基臵換（ AT?GC 轉(zhuǎn)換、AT→TA 顛換、 GC→CG 顛換）及染色體畸變 吖啶類 個(gè)別堿基的插入或缺失 移碼突變 紫外線照射 形成嘧啶二聚體；形成嘧啶的水合物；DNA交聯(lián)； DNA斷裂 AT→GC 轉(zhuǎn)換、 AT→GC 顛換、 及移碼突變 電離輻射 脫氧核糖 堿基之間化學(xué)鍵及脫氧核糖 磷酸之間化學(xué)鍵的斷裂；通過(guò)自由基對(duì)DNA的作用 AT?GC 轉(zhuǎn)換、移碼突變及染色體畸變 小結(jié) 第三節(jié) 生物誘變劑 ? 噬菌體 ? 基因定點(diǎn)誘變劑 ? 生物誘變劑的主要誘變方式 噬菌體 ?采用某些噬菌體來(lái)篩選抗噬菌體突變菌株時(shí)，常常發(fā)現(xiàn)伴隨著出現(xiàn)抗生素產(chǎn)量明顯提高的抗性突變株。 ? 2. 抗生素 ：作為誘變劑的抗生素主要有鏈黑霉素，爭(zhēng)光霉素，絲裂霉素，放線菌素，正定霉素，光輝霉素和阿霉素等。自 1937年美國(guó)學(xué)者布萊克斯利（ ）等，用秋水仙素加倍曼陀羅等植物的染色體數(shù)獲得成功以后，秋水仙素就被廣泛應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)的研究和植物育種。它在高產(chǎn)菌種選育史上發(fā)揮了極其顯著的作用。 金屬鹽類 ? 用于誘變育種的金屬鹽類主要有氯化鋰、硫酸錳等。 ? 羥胺的處理方法： 常用濃度為 — 5%，可直接在溶液中處理，時(shí)間 1— 2h，然后分離培養(yǎng)。 羥化劑 羥胺的誘變機(jī)制 改變了結(jié)構(gòu)的胞嘧啶 羥化劑 ? 根據(jù)誘變機(jī)制，羥胺不能使突變回復(fù)，即不能使 A:T G:C轉(zhuǎn)換，進(jìn)行逆向突變。 羥化劑 羥胺（ hydroxylamine）是典型的羥化劑 羥胺的分子式為 NH2OH（簡(jiǎn)稱 HA） ,常以鹽酸羥胺形式存在（分子式為 NH2OH〃HCl ），為白色晶體，溶于水，不穩(wěn)定易分解，具腐蝕性，容易吸濕，故要密封、干燥保存。 ? 吖啶化合物的誘變機(jī)制：與 DNA結(jié)合后， DNA鏈拉長(zhǎng)，兩堿基距離拉寬，使堿基插入或缺失。 脫氨劑 (以亞硝酸為例 ) ?2. 亞硝酸的處理方法 ? (1) 試劑配制 ? 1mol/L 醋酸緩沖液 ? mol/L 亞硝酸鈉溶液 ? ? (2) 處理方法 處理對(duì)象 亞硝酸鈉溶液處理濃度 溫度 處理時(shí)間 終止反應(yīng) (加入磷酸氫二鈉溶液 ) 孢子懸液 mol/L 25～ 26℃ 10～ 20 min pH降至 細(xì)菌懸液 mol/L 35～ 37℃ 5～ 10 min pH降至 移碼誘變劑 ? 移碼誘變劑與 DNA相互結(jié)合引起堿基增添或缺失而造成突變。 ? (4) 乙烯亞氨 ? 溶于水，不穩(wěn)定易分解，易揮發(fā)，有強(qiáng)烈腐蝕作用，易燃易爆，需避光、密封、低溫保存； ? 能與一個(gè)或多個(gè)堿基起化學(xué)反應(yīng)，引起 DNA復(fù)制時(shí)堿基錯(cuò)配而發(fā)生變異； ? 在水溶液中易產(chǎn)生無(wú)誘變作用物質(zhì)，最好采用高濃度短時(shí)間處理。 烷化劑 ?3. 常用的烷化劑 ? (1) 1甲基 3硝基 1亞硝基胍 (NTG) 烷化劑 ? (2) 甲基磺酸乙酯 (EMS) ? 水溶液中水解半衰期短，應(yīng)現(xiàn)用現(xiàn)配；需低溫、干燥保存； ? 誘變效應(yīng)最佳的酸堿條件為 ～ ；配制 EMS和菌懸液需緩沖液，不僅影響誘變劑滲透到細(xì)胞內(nèi)的速度，還影響誘變劑的穩(wěn)定性。 除以上直接以溶液處理外，也可以進(jìn)行如下方法誘變處理： 烷化劑 ?3. 常用的烷化劑 ? (1) 1甲基 3硝基 1亞硝基胍 (NTG) NTG是一種強(qiáng)烈的致癌物質(zhì)，操作時(shí)要帶橡皮手套，穿工作服，帶口罩，用稱量瓶稱量，最好在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。 用冷的生理鹽水稀釋到 50倍以上或在低溫下進(jìn)行離心洗滌，除去藥液，加無(wú)菌水使沉淀懸浮并作成一定稀釋度分離于平皿。 NTG溶液混合于一試管內(nèi)，臵該菌生長(zhǎng)適宜的溫度下
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