【正文】 的，是間接的。由移碼突變所產(chǎn)生的突變株，稱為移碼突變株。能引起移碼突變的因素：吖啶類染料，包括原黃素、吖啶黃、吖啶橙和α氨基吖啶等，以及一系列“ICR”類化合物。（3）染色體畸變 概念： 某些強烈理化因子，如X射線等的輻射及烷化劑、亞硝酸等，除了能引起點突變外，還會引起DNA的大損傷——染色體畸變，既包括染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復、插入、易位和倒位，也包括染色體數(shù)目的變化。自發(fā)突變的可能機制：(1) 背景輻射和環(huán)境因素的誘變 (2) 微生物自身有害代謝產(chǎn)物的誘變 (3)由DNA復制過程中堿基配對錯誤引起 ★3. 紫外線對DNA的損傷及其修復發(fā)現(xiàn)得較早和研究得較深入的是紫外線（UV）的作用。微生物具有多種修復受損DNA的作用：（1）光復活作用 把經(jīng)UV照射后的微生物立即暴露于可見光下時，就可出現(xiàn)其死亡率明顯降低的現(xiàn)象，此即光復活作用。同時，光解酶也從復合物中釋放出來，重新執(zhí)行功能。（2）切除修復 概念：又稱為暗修復，這是一種不依賴可見光，只通過酶切作用去除嘧啶二聚體，隨后重新合成一段正常DNA鏈的核酸修復方式。重組修復可以在不切除胸腺嘧啶二聚體的情況下，以帶有二聚體的這一單鏈為模板而合成互補單鏈，可是在每一個二聚體附近留下一個空隙。（4）緊急呼救（SOS）修復系統(tǒng) 是細胞經(jīng)誘導產(chǎn)生的一種修復系統(tǒng)。二、突變與育種（一）自發(fā)突變與育種1. 從生產(chǎn)中選育例如，從污染噬菌體的發(fā)酵液中有可能分離到抗噬菌體的新菌株。★（二）誘變與育種概念：誘變育種是指利用物理或化學誘變劑處理均勻而分散的微生物細胞群，促進其突變頻率大幅度提高，然后設(shè)法采用簡便、快速高效的篩選方法，從中挑選少數(shù)符合育種目的的突變株，以供生產(chǎn)實踐或科學實驗之用。1943年，產(chǎn)黃青霉每毫升發(fā)酵液只產(chǎn)生約20單位的青霉素，通過誘變育種和其他措施配合，目前的發(fā)酵單位已比原來提高了三四十倍，達到了每毫升5萬～10萬單位。1. 誘變育種的基本程序：微生物誘變育種一般按照以下程序進行。由于有些菌株在發(fā)生某一變異后，會提高對其它誘變因素的敏感性，故可考慮選擇已發(fā)生其他變異的菌株為出發(fā)菌株。（2）菌懸液的制備 一般采用生理狀態(tài)一致（用選擇法或誘導法使微生物同步生長）的單細胞或孢子進行誘變處理。要得到均勻分散的細胞懸液，可用無菌的玻璃珠來打散成團的細胞，然后再用脫脂棉過濾。另外，根據(jù)選用的誘變劑不同，菌懸液可用生理鹽水或緩沖液配置。物理誘變劑如紫外線、X射線、γ射線和快中子等；化學誘變劑種類極多，主要有烷化劑、堿基類似物和吖啶類化合物。目前常用的誘變劑：主要有紫外線(UV)、硫酸二乙酯、N甲基N′硝基N亞硝基胍(NTG)和亞硝基甲基脲(NMU)等。劑量的選擇：劑量一般指強度與作用時間的乘積。要確定一個合適的劑量，通常要進行多次試驗。例如，過去在用紫外線作誘變劑時，常采用殺菌率為99％的劑量，近年來則傾向于采用殺菌率為30%～75%的劑量。復合處理的方法包括兩種或多種誘變劑的先后使用，同一種誘變劑的重復使用，兩種或多種誘變劑的同時使用等。初篩一般通過平板稀釋法獲得單個菌落，然后對各個菌落進行有關(guān)性狀的初步測定，從中選出具有優(yōu)良性狀的菌落?！?. 營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選概念：營養(yǎng)缺陷型是指通過誘變產(chǎn)生的，由于發(fā)生了喪失某酶合成能力的突變，因而只能在加有該酶合成產(chǎn)物的培養(yǎng)基中才能生長的突變株。完全培養(yǎng)基(CM，符號為[+])：是指可滿足某種微生物的一切營養(yǎng)缺陷型菌株的營養(yǎng)需要的天然或半合成培養(yǎng)基。 營養(yǎng)缺陷型的篩選一般要經(jīng)過誘變、淘汰野生型、檢出和鑒定營養(yǎng)缺陷型四個環(huán)節(jié)。第二步，淘汰野生型：在誘變后的存活個體中，營養(yǎng)缺陷型的比例一般較低。抗生素法 有青霉素法和制霉菌素法等數(shù)種。制霉菌素法則適合于真菌，制霉菌素可與真菌細胞膜上的甾醇作用，從而引起膜的損傷，也是只能殺死生長繁殖著的酵母菌或霉菌。菌絲過濾法 適用于進行絲狀生長的真菌和放線菌。通過過濾就可除去大部分野生型，保留下營養(yǎng)缺陷型。用一個培養(yǎng)皿即可檢出：夾層培養(yǎng)法和限量補充培養(yǎng)法；在不同培養(yǎng)皿上分別進行對照和檢出：逐個檢出法和影印接種法。然后再加一層完全培養(yǎng)基，培養(yǎng)后新出現(xiàn)的小菌落多數(shù)都是營養(yǎng)缺陷型突變株。若需獲得某一特定營養(yǎng)缺陷型，可再在基本培養(yǎng)基中加入微量的相應(yīng)物質(zhì)。經(jīng)培養(yǎng)后，如果在完全培養(yǎng)基平板的某一部位上長出菌落，而在基本培養(yǎng)基的相應(yīng)位置上卻不長，說明此乃營養(yǎng)缺陷型。用特殊工具——“印章”把此平板上的全部菌落轉(zhuǎn)印到另一基本培養(yǎng)基平板上。如果發(fā)現(xiàn)在前一培養(yǎng)基平板上的某一部位長有菌落，而在后一平板上的相應(yīng)部位卻呈空白，說明這就是一個營養(yǎng)缺陷型突變株。概念：生長譜法是指在混有供試菌的平板表面點加微量營養(yǎng)物，視某營養(yǎng)物的周圍有否長菌來確定該供試菌的營養(yǎng)要求的一種快速、直觀的方法。經(jīng)培養(yǎng)后，如發(fā)現(xiàn)某一營養(yǎng)物的周圍有生長圈，就說明此菌就是該營養(yǎng)物的缺陷型突變株?！锏谒墓?jié) 基因重組和雜交育種概念：基因重組是指兩個獨立基因組內(nèi)的遺傳基因，通過一定的途徑轉(zhuǎn)移到一起，形成新的穩(wěn)定基因組的過程。（一）轉(zhuǎn)化概念：受體菌直接吸收來自供體菌的DNA片段，通過交換將其整合到自己的基因組中，從而獲得了供體菌部分遺傳性狀的現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化因子指有轉(zhuǎn)化活性的外源DNA片段。轉(zhuǎn)化因子需具備兩個條件：較高的相對分子質(zhì)量和同源性。感受態(tài)：受體細胞最易接受外源DNA片段并實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的生理狀態(tài)。來自供體的單鏈DNA片段在細胞內(nèi)與受體細胞核染色體組上的同源區(qū)段配對、重組，形成一小段雜合DNA區(qū)段。（二）轉(zhuǎn)導概念：通過缺陷噬菌體的媒介，把供體細胞的小片段DNA攜帶到受體細胞中，通過交換與整合，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)導。 (1952年) 首先在鼠傷寒沙門氏菌中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)導現(xiàn)象。噬菌體侵入寄主細胞后，在裝配階段，誤將寄主細胞DNA的某一片段包裹進去。體內(nèi)僅含有供體DNA的缺陷噬菌體稱完全缺陷噬菌體。當包裹有寄主DNA片段的噬菌體釋放后，再度感染新的寄主，其中的供體菌的DNA片段進入受體菌，并通過基因重組使受體菌形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導子。最初于1954年在大腸桿菌 K12中發(fā)現(xiàn)。（三）接合概念：供體菌通過性菌毛與受體菌直接接觸，把F質(zhì)?；蚱鋽y帶的不同長度的核基因組片段傳遞給后者，使后者獲得若干新遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為接合。研究細菌接合的營養(yǎng)缺陷型法原理細胞的接合現(xiàn)象在大腸桿菌中研究得最清楚。在大腸桿菌中每個細胞含有約1～4個F因子。F＋菌株可以與不含F(xiàn)因子的F－菌株接合，從而使后者也成為F＋菌株，其過程大體可分兩個階段：首先是F＋菌株與F－菌株配對，并通過性菌毛接合；然后F因子雙鏈DNA的一條單鏈在一特定的位置斷開，通過性菌毛內(nèi)腔向F－菌株細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移，并同時在兩個菌株細胞內(nèi)以一條DNA單鏈為模板，各自復制合成完整的F因子。Hfr與F－菌株接合時，染色體的一條單鏈可以在F因子處斷裂，并以F因子為末端向F－菌株胞內(nèi)轉(zhuǎn)移。Hfr菌株中的F因子有時可由不正常的切割而帶有一小段核染色體基因的雜合F因子，通常稱為F′因子。 F質(zhì)粒的4種存在方式及相互關(guān)系（四）原生質(zhì)體融合概念：通過人為的方法，使遺傳性狀不同的兩個細胞的原生質(zhì)體進行融合，借以獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組子的過程，稱為原生質(zhì)體融合。主要操作步驟：先選擇兩株有特殊價值、并帶有選擇性遺傳標記的細胞作為親本菌株置于等滲溶液中，用適當?shù)拿摫诿福ㄈ缂毦头啪€菌可用溶菌酶等處理，真菌可用蝸牛消化酶或其他相應(yīng)酶處理）去除細胞壁，再將形成的原生質(zhì)體（包括球狀體）進行離心聚集，加入促融合劑PEG(聚乙二醇)或借電脈沖等因素促進融合，然后用等滲溶液稀釋，再涂在能促使它再生細胞壁和進行細胞分裂的基本培養(yǎng)基平板上。原生質(zhì)體融合技術(shù)有許多優(yōu)越性：它打破了微生物的種屬界限，可以實現(xiàn)遠緣菌株間的基因重組；可使遺傳物質(zhì)傳遞更完整，可快速組合性狀，加速育種速度；可借助聚合劑同時將幾個親本的原生質(zhì)體隨機地融合在一起，獲得綜合幾個親本性狀的重組體。（一）有性雜交概念：有性雜交一般指不同遺傳型的兩性細胞間發(fā)生的接合和隨之進行的染色體重組，進而產(chǎn)生新遺傳型后代的一種育種技術(shù)。以釀酒酵母為例：釀酒酵母一般都是以雙倍體的形式存在。用蒸餾水洗下子囊，經(jīng)機械研磨法或蝸牛酶酶解法破壞子囊，再經(jīng)離心，然后用獲得的子囊孢子涂布平板，就可以得到單倍體菌落。它們的雙倍體細胞和單倍體細胞有很大不同，易于識別。生產(chǎn)實踐中利用有性雜交培育優(yōu)良品種的例子很多。兩者通過雜交，就得到了既能生產(chǎn)酒精，又能將其殘余的菌體綜合利用作為面包廠和家用發(fā)面酵母的優(yōu)良菌種。它可使同一生物的兩個不同來源的體細胞經(jīng)融合后，不通過減數(shù)分裂而導致低頻率的基因重組。準性雜交包括下列幾個階段：1. 菌絲聯(lián)結(jié)發(fā)生于一些形態(tài)上沒有區(qū)別，但在遺傳性上有差別的兩個同種不同菌株的體細胞(單倍體)間。2. 形成異核體兩個遺傳型有差異的體細胞經(jīng)菌絲聯(lián)結(jié)后，先發(fā)生質(zhì)配，使原有的兩個單倍體核集中到同一個細胞中，形成雙相異核體。3. 核融合異核體中的雙核在某種條件下，低頻率地產(chǎn)生雙倍體雜合子核的現(xiàn)象。4. 體細胞交換和單倍體化體細胞交換即體細胞中染色體間的交換，也稱有絲分裂交換。如對雙倍體雜合子用紫外線、γ射線等進行處理，就會促進染色體斷裂、畸變或?qū)е氯旧w在兩個子細胞中分配不均，因而有可能產(chǎn)生各種不同性狀組合的單倍體雜合子。是一種自覺的、可人為操縱的體外DNA重組技術(shù)，是一種可達到超遠緣雜交的育種技術(shù)，更是一種前景寬廣、正在迅速發(fā)展的定向育種新技術(shù)。（一）目的基因的取得選擇目的基因的途徑有3種：①選擇適宜的供體細胞，以便從中采集分離到有生產(chǎn)意義的目的基因；②通過逆轉(zhuǎn)錄酶的作用由mRNA合成cDNA(互補DNA)；③用化學方法合成特定功能的基因。目前原核受體細胞的載體主要有細菌質(zhì)粒(松弛型)和λ噬菌體兩類。（三）目的基因與載體DNA的體外重組對目的基因與載體DNA均采用限制性內(nèi)切酶處理，從而獲得互補粘性末端或人工合成粘性末端。由于每一種限制性內(nèi)切酶所切斷的雙鏈DNA片段的粘性末端有相同的核苷酸組分，所以當兩者相混時，凡粘性末端上堿基互補的片段，就會因氫鍵的作用而彼此吸引，重新形成雙鏈。（四）重組載體引入受體細胞體外反應(yīng)生成的重組載體只有將其引入受體細胞后，才能使其基因擴增和表達。把重組載體DNA分子引入受體細胞的方法很多：可以用轉(zhuǎn)化的手段也可用感染的方法。 二、基因工程的應(yīng)用和發(fā)展前景（一）基因工程的應(yīng)用1. 基因工程在工業(yè)上的應(yīng)用大腸桿菌合成人胰島素、合成α干擾素基因工程藥物的生產(chǎn)：干擾素、白細胞介素等；用于治療心血管系統(tǒng)疾病的有尿激酶