微生物遺傳變異與菌種保藏課件

1、微生物遺傳變異與菌種保藏第八章第八章 微生物遺傳變異與菌種保藏微生物遺傳變異與菌種保藏微生物遺傳變異與菌種保藏本章內容本章內容第一節(jié)第一節(jié) 遺傳的物質基礎遺傳的物質基礎第二節(jié)第二節(jié) 基因突變及修復基因突變及修復第三節(jié)第三節(jié) 基因重組基因重組第四節(jié)第四節(jié) 微生物育種微生物育種第五節(jié)第五節(jié) 菌種的衰退、復壯及保藏菌種的衰退、復壯及保藏 微生物遺傳變異與菌種保藏第一節(jié)第一節(jié) 遺傳的物質基礎遺傳的物質基礎三個經典實驗三個經典實驗： 轉化實驗轉化實驗 噬菌體的感染實驗噬菌體的感染實驗 植物病毒的重建實驗植物病毒的重建實驗微生物遺傳變異與菌種保藏實驗材料實驗材料：實驗方法實驗方法： 動物實驗動物實驗細菌培

2、養(yǎng)實驗細菌培養(yǎng)實驗S S型菌無細胞抽提液試驗型菌無細胞抽提液試驗（一）轉化實驗（一）轉化實驗Griffith （1928） Avery（1944）微生物遺傳變異與菌種保藏實驗材料：實驗材料： 肺炎雙球菌肺炎雙球菌光滑型（光滑型（S）粗糙型（粗糙型（R）有有 莢莢 膜膜菌落光滑菌落光滑分泌毒素分泌毒素致致 病病無無 莢莢 膜膜菌落粗糙菌落粗糙無無 毒毒不不 致致 病病SSS三個血清型三個血清型RRR三個血清型三個血清型微生物遺傳變異與菌種保藏活活死死死死加活加活R菌或死菌或死S菌菌加活加活S菌菌加加活活R菌和熱死菌和熱死S菌菌抽血分離抽血分離活的活的S菌菌轉化實驗（轉化實驗（1）動物實驗）動物實

3、驗?微生物遺傳變異與菌種保藏熱死熱死 無菌落生長無菌落生長 體外培養(yǎng)體外培養(yǎng) 活菌活菌 體外培養(yǎng)體外培養(yǎng) 菌落菌落 菌落多菌落多菌落少菌落少 體外混合培養(yǎng)體外混合培養(yǎng)熱死熱死 活菌活菌 說明：加熱殺死的說明：加熱殺死的S型細菌中可能存在某種物質，型細菌中可能存在某種物質， 能通過某種方式進入能通過某種方式進入R型細菌。型細菌。轉化實驗轉化實驗（2 2）細菌培養(yǎng)實驗細菌培養(yǎng)實驗微生物遺傳變異與菌種保藏大量大量R R菌落菌落活活R R菌菌S S菌無細胞抽提液菌無細胞抽提液+活活R R菌菌+S S菌菌DNADNAS S菌落菌落S S菌菌PrPrS S菌多糖菌多糖R R菌落菌落活活R R菌菌+說明：遺

4、傳因子是以說明：遺傳因子是以DNA為物質基礎。為物質基礎。轉化實驗轉化實驗（3 3）S S型菌無細胞抽提液試驗型菌無細胞抽提液試驗微生物遺傳變異與菌種保藏（二）（二） 噬菌體的感染實驗噬菌體的感染實驗微生物遺傳變異與菌種保藏吸附吸附10分鐘后分鐘后攪動攪動離心離心上清液上清液沉沉 淀淀離心離心,分出上清液和沉淀分出上清液和沉淀.沉淀細胞進一步培養(yǎng)，產生大量的子代噬菌體沉淀細胞進一步培養(yǎng)，產生大量的子代噬菌體(30% P32、 1%35 ）。證明：在其證明：在其DNA中，含有包括中，含有包括Pro外殼在內的整套遺傳物質。外殼在內的整套遺傳物質。微生物遺傳變異與菌種保藏 植物病毒植物病毒蛋白質蛋白

5、質和和RNARNA可以人為地分開可以人為地分開, ,同時又可把它們重新組合成具感染性的病毒同時又可把它們重新組合成具感染性的病毒. .甲乙甲乙r r 感染癥狀同甲病毒；分離得到甲病毒感染癥狀同甲病毒；分離得到甲病毒 乙甲乙甲r r 感染癥狀同乙病毒；分離得到乙病毒感染癥狀同乙病毒；分離得到乙病毒 （三）（三） 植物病毒的重建實驗植物病毒的重建實驗 TMV:煙草花葉病毒煙草花葉病毒 HRV:霍氏車前花葉病毒（霍氏車前花葉病毒（RNA) 證明遺傳物質是證明遺傳物質是RNA微生物遺傳變異與菌種保藏TMVHRVHRVTMV原始株原始株 拆開拆開 重建重建 感染感染 分離純化分離純化 植物病毒的重建實驗

6、植物病毒的重建實驗 微生物遺傳變異與菌種保藏第二節(jié)第二節(jié) 基因突變及修復基因突變及修復一一 基因突變基因突變二二 DNA損傷的修復損傷的修復微生物遺傳變異與菌種保藏一一 基因突變基因突變（一）突變類型（一）突變類型（二）突變的特點（二）突變的特點微生物遺傳變異與菌種保藏（一）（一） 突變類型突變類型1 堿基變化與遺傳信息的改變堿基變化與遺傳信息的改變2 表型變化表型變化微生物遺傳變異與菌種保藏1 堿基變化與遺傳信息的改變堿基變化與遺傳信息的改變（1） 錯義突變（錯義突變（missensemutation）：）：某個密碼的第一個某個密碼的第一個堿基或第二個堿基發(fā)生轉換或顛換，使編碼某一氨基酸的密

7、碼變?yōu)閴A基或第二個堿基發(fā)生轉換或顛換，使編碼某一氨基酸的密碼變?yōu)榫幋a另一個氨基酸的密碼。氨基酸置換編碼另一個氨基酸的密碼。氨基酸置換（2） 無義突變（無義突變（nonsense mutation）：）：某個密碼的第一個某個密碼的第一個堿基或第二、第三個堿基發(fā)生轉換或顛換，變?yōu)椴痪幋a任何氨基酸堿基或第二、第三個堿基發(fā)生轉換或顛換，變?yōu)椴痪幋a任何氨基酸的密碼。終止密碼子（的密碼。終止密碼子（UAA,UAG,UGA)。（3） 同義突變（同義突變（samesense mutation）：發(fā)生改變的堿基發(fā)生改變的堿基位于密碼的第位于密碼的第3位，一般編碼同一個氨基酸。比如簡并密碼。編碼位，一般編碼同一個

8、氨基酸。比如簡并密碼。編碼的氨基酸與野生型氨基酸相同。的氨基酸與野生型氨基酸相同。（4） 移碼突變（移碼突變（frameshift mutation）：DNA序列中序列中1-2個個核苷酸缺失或插入，翻譯的閱讀框改變，導致氨基酸序列改變。核苷酸缺失或插入，翻譯的閱讀框改變，導致氨基酸序列改變。微生物遺傳變異與菌種保藏2 表型變化表型變化（1）營養(yǎng)缺陷型）營養(yǎng)缺陷型（2）抗藥性突變型）抗藥性突變型（3）條件致死突變型）條件致死突變型（4）形態(tài)突變型）形態(tài)突變型微生物遺傳變異與菌種保藏（1）營養(yǎng)缺陷型）營養(yǎng)缺陷型(auxotroph) 由于代謝障礙成為必須添加某種物質才能生長的突變株。由于代謝障礙成

9、為必須添加某種物質才能生長的突變株。 腺嘌呤突變株腺嘌呤突變株Ade -（完全培養(yǎng)基）（完全培養(yǎng)基） 腺嘌呤野生型菌株腺嘌呤野生型菌株Ade +（基本培養(yǎng)基和完全培養(yǎng)基）。（基本培養(yǎng)基和完全培養(yǎng)基）。 營養(yǎng)缺陷型是微生物遺傳學研究中重要的選擇標記和育營養(yǎng)缺陷型是微生物遺傳學研究中重要的選擇標記和育 種的重要手段。種的重要手段。 用影印平板進行分離篩選。用影印平板進行分離篩選。微生物遺傳變異與菌種保藏完全培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基微生物遺傳變異與菌種保藏（2）抗藥性突變型（）抗藥性突變型（resistant mutant)由于基因突變使菌株對某種或某幾種藥物，特別由

10、于基因突變使菌株對某種或某幾種藥物，特別是抗生素，產生抗性的一種突變型。是抗生素，產生抗性的一種突變型。在加有相應抗生素的平板上，只有抗性突變能生在加有相應抗生素的平板上，只有抗性突變能生長。長。微生物遺傳變異與菌種保藏 在某一條件下具有致死效應，在另一條件下沒有致死效應。在某一條件下具有致死效應，在另一條件下沒有致死效應。 合成關鍵性酶的基因發(fā)生了突變。合成關鍵性酶的基因發(fā)生了突變。 如如溫度敏感突變溫度敏感突變t ts s（4242致死，致死，25253030存活）。存活）。 用影印平板進行分離篩選。用影印平板進行分離篩選。 （3）條件致死突變型）條件致死突變型（conditional l

11、ethal mutant）微生物遺傳變異與菌種保藏細胞形態(tài)突變細胞形態(tài)突變 菌落形態(tài)突變菌落形態(tài)突變顏色突變顏色突變噬菌斑形態(tài)突變噬菌斑形態(tài)突變（4） 形態(tài)突變型（形態(tài)突變型（morphological mutant）包括包括微生物遺傳變異與菌種保藏（二）（二） 突變的特點突變的特點1 1 非對應性非對應性：環(huán)境與變異無對應性。：環(huán)境與變異無對應性。 2 2 自發(fā)性：自發(fā)性：非人為的誘變因素下發(fā)生。非人為的誘變因素下發(fā)生。3 3 規(guī)律性規(guī)律性：某一特定性的突變率具規(guī)律性。：某一特定性的突變率具規(guī)律性。4 4 獨立性獨立性：一個基因的突變對其它基因突變無影響。：一個基因的突變對其它基因突變無影響

12、。5 5 稀有性稀有性：生物自發(fā)突變率為：生物自發(fā)突變率為1010-6-61010-12-12。 6 6 誘變性誘變性：誘變劑可提高突變率：誘變劑可提高突變率1010 10105 5。 7 7 穩(wěn)定性穩(wěn)定性：突變性狀穩(wěn)定、可遺傳。：突變性狀穩(wěn)定、可遺傳。 8 8 可逆性可逆性：有回復突變。：有回復突變。微生物遺傳變異與菌種保藏二二 DNA損傷及修復（自學）損傷及修復（自學）1 1 光復活作用（光復活作用（PhotoreactivationPhotoreactivation）2 2 切除修復（切除修復（Excision RepairExcision Repair）3 3 重組修復（重組修復（Re

13、combination RepairRecombination Repair）4 4 SOSSOS修復（修復（SOS RepairSOS Repair）微生物遺傳變異與菌種保藏光復活作用（光復活作用（PhotoreactivationPhotoreactivation）Thymine Dimer微生物遺傳變異與菌種保藏Photoreactivation光解酶光解酶Phr在在黑暗黑暗中專一地識別嘧啶二中專一地識別嘧啶二聚體，并與之結合，形成酶聚體，并與之結合，形成酶-DNA復合復合物，當物，當有光有光時，酶利用光能時，酶利用光能將二聚體將二聚體拆開拆開，恢復原狀，酶再釋放出來。，恢復原狀，酶再釋

14、放出來。微生物遺傳變異與菌種保藏正常可見光下光誘導系統(tǒng)的修復。正?？梢姽庀鹿庹T導系統(tǒng)的修復。photoreactivation enzyme光裂合酶光裂合酶photolyasephotolyase烷基轉移酶烷基轉移酶AlkyltransferasesAlkyltransferases切割嘧啶二聚體，分開。切割嘧啶二聚體，分開。胸腺嘧啶二聚體光復活酶可見光 光的吸收酶的釋放光復活過程光復活過程微生物遺傳變異與菌種保藏第三節(jié)第三節(jié) 基因重組基因重組一、原核生物的基因重組一、原核生物的基因重組 二、真核生物的基因重組二、真核生物的基因重組微生物遺傳變異與菌種保藏基因重組基因重組 把兩個把兩個不同性狀

15、不同性狀個體內的個體內的遺傳基因遺傳基因轉移轉移到到一起一起，經遺傳，經遺傳 物質重新組合后，物質重新組合后，形成新遺傳型個體形成新遺傳型個體的方式。的方式。 基因重組基因重組分子水平的雜交分子水平的雜交 一般雜交一般雜交細胞水平細胞水平如：如： 甲甲 乙乙生長快、產量低生長快、產量低 生長慢、產量高生長慢、產量高 基因重組基因重組 生長快、產量高生長快、產量高微生物遺傳變異與菌種保藏一一 原核微生物的基因重組原核微生物的基因重組（一）（一）轉化（轉化（transformation)transformation)（二）二）轉導轉導( (transduction) transduction) （

16、三）三）接合接合( (conjugation)conjugation)微生物遺傳變異與菌種保藏（一）轉化（一）轉化（transformation)transformation)概念概念 受體細胞受體細胞( (receptor)receptor)直接直接吸收吸收來自來自供體細胞供體細胞( (donor)donor)的的DNADNA片斷片斷，并把它整合到自己的基因組中，并把它整合到自己的基因組中，細胞部分遺傳性狀發(fā)生變化的現(xiàn)象叫轉化。，細胞部分遺傳性狀發(fā)生變化的現(xiàn)象叫轉化。 1. 1. 感受態(tài)感受態(tài)2. 2. 感受態(tài)因子感受態(tài)因子3. 3. 轉化因子轉化因子4. 4. 轉化的特點轉化的特點微生物遺

17、傳變異與菌種保藏 （1 1）感受態(tài)）感受態(tài)：受體細胞最易接受外源：受體細胞最易接受外源DNADNA片段并實現(xiàn)其轉化片段并實現(xiàn)其轉化 的一種的一種生理狀態(tài)生理狀態(tài)。 （2 2）轉化的決定因素）轉化的決定因素：不同菌株的親緣關系：不同菌株的親緣關系; ;受體細胞是否受體細胞是否 處于感受態(tài)；不同菌出現(xiàn)感受態(tài)的時處于感受態(tài)；不同菌出現(xiàn)感受態(tài)的時 間不同。間不同。 （3 3）感受態(tài)的獲得：）感受態(tài)的獲得：自然獲得；用自然獲得；用CaCl2處理細胞；電穿孔處理細胞；電穿孔1. 1. 感受態(tài)感受態(tài)微生物遺傳變異與菌種保藏 細菌自身分泌的一種胞外蛋白質，分子量為細菌自身分泌的一種胞外蛋白質，分子量為5 51

18、010kDkD。 其作用為：其作用為： （1 1）催化轉化，促進外來）催化轉化，促進外來DNADNA片段吸收。片段吸收。 （2 2）可降解細胞表面某種成分，使）可降解細胞表面某種成分，使DNADNA受體暴露。受體暴露。 不同菌細胞不同菌細胞DNADNA受體位點不同。受體位點不同。 有的菌感受態(tài)因子只對同種菌起作用。有的菌感受態(tài)因子只對同種菌起作用。 2. 2. 感受態(tài)因子感受態(tài)因子微生物遺傳變異與菌種保藏3. 3. 轉化因子轉化因子（1 1） 轉化因子由供體提供。轉化因子由供體提供。（2 2） 一般為線狀或閉合環(huán)狀；單鏈或雙鏈；雙鏈一般為線狀或閉合環(huán)狀；單鏈或雙鏈；雙鏈 有轉化能力，單鏈沒有。

19、有轉化能力，單鏈沒有。（3 3） 自然情況下可由細菌細胞自行裂解產生；實驗室里自然情況下可由細菌細胞自行裂解產生；實驗室里 通過提取獲得。通過提取獲得。（4 4） 轉化的頻率往往很低，一般為轉化的頻率往往很低，一般為0.10.11%1%。據(jù)研究，。據(jù)研究， 呈質粒形式（雙鏈閉合環(huán)狀）的轉化因子，其轉呈質粒形式（雙鏈閉合環(huán)狀）的轉化因子，其轉 化頻率最高。化頻率最高。 游離的片斷叫轉化因子。游離的片斷叫轉化因子。微生物遺傳變異與菌種保藏4. 轉化的特點轉化的特點不需兩個細胞直接接觸，供體不需兩個細胞直接接觸，供體DNADNA提取出來，注入受體即可。提取出來，注入受體即可。微生物遺傳變異與菌種保藏

20、在細菌的感受態(tài)出在細菌的感受態(tài)出現(xiàn)時，具有從周圍現(xiàn)時，具有從周圍環(huán)境吸收環(huán)境吸收DNA分子分子而不被而不被DNA酶破壞酶破壞的生理特性。處于的生理特性。處于感受態(tài)的細胞，吸感受態(tài)的細胞，吸收收DNA的能力有時的能力有時可比一般細胞大可比一般細胞大1000倍。倍。微生物遺傳變異與菌種保藏微生物遺傳變異與菌種保藏（二）（二） 轉導轉導(transduction)(transduction)以以溫和噬菌體溫和噬菌體為媒介，把為媒介，把供體細胞供體細胞的的DNADNA或或RNARNA片斷轉移到片斷轉移到受體細胞受體細胞中，從而使后者獲中，從而使后者獲得前者的部分遺傳性狀。得前者的部分遺傳性狀。不需要細

21、胞間直接接觸。但需要媒介。不需要細胞間直接接觸。但需要媒介。微生物遺傳變異與菌種保藏 普遍轉導（普遍轉導（Generalized Transduction） 噬菌體可以轉導供體染色體的任何部分到受體細胞中。噬菌體可以轉導供體染色體的任何部分到受體細胞中。 局限轉導（局限轉導（Specialized Transduction） 噬菌體總是攜帶同樣的片段到受體細胞中。噬菌體總是攜帶同樣的片段到受體細胞中。微生物遺傳變異與菌種保藏結果結果10-5頻率出現(xiàn)野生型菌株。（基本培養(yǎng)基）頻率出現(xiàn)野生型菌株。（基本培養(yǎng)基） U型管試驗：型管試驗：也能出現(xiàn)野生型菌株也能出現(xiàn)野生型菌株 （基本培養(yǎng)基）（基本培養(yǎng)基

22、）在對鼠傷寒沙門氏菌營養(yǎng)缺陷型菌株在對鼠傷寒沙門氏菌營養(yǎng)缺陷型菌株的研究中發(fā)現(xiàn)的研究中發(fā)現(xiàn)A+B-A-B+A+B+A+B+微生物遺傳變異與菌種保藏供體供體A-B+A+B-多數(shù)受體多數(shù)受體形成溶源菌形成溶源菌A-B+A+B-少數(shù)受體少數(shù)受體A+B+經重組形成轉導子經重組形成轉導子A:組氨酸組氨酸B:色氨酸色氨酸Generalized Transduction微生物遺傳變異與菌種保藏Specialized Transduction 被轉導的基因與噬菌體被轉導的基因與噬菌體DNA共價連接，與噬菌體共價連接，與噬菌體 DNA一起進行復制包裝以及導入受體細胞一起進行復制包裝以及導入受體細胞。 噬菌體攜帶

23、特殊的染色體片段將固定的個別基因導噬菌體攜帶特殊的染色體片段將固定的個別基因導 入受體。入受體。普遍轉導和局限轉導的不同之處：普遍轉導和局限轉導的不同之處：微生物遺傳變異與菌種保藏Specialized Transduction原噬菌體原噬菌體供體供體DNA 受體受體DNA微生物遺傳變異與菌種保藏（三）接合（三）接合(conjugation)(conjugation) 概念：概念：供體細胞與受體細胞供體細胞與受體細胞直接接觸直接接觸，借性菌毛，借性菌毛 傳遞大段傳遞大段DNADNA的過程。在受體細胞中發(fā)生交的過程。在受體細胞中發(fā)生交 換、整合，使之獲得供體菌的遺傳性狀的換、整合，使之獲得供體菌

24、的遺傳性狀的 現(xiàn)象，稱為接合?，F(xiàn)象，稱為接合。 通過接合而獲得新性狀的受體細胞就稱通過接合而獲得新性狀的受體細胞就稱接合子接合子。微生物遺傳變異與菌種保藏+A+B+C-D-A-B-C+D+接接 合合 及及 其其 發(fā)發(fā) 現(xiàn)（大腸桿菌）現(xiàn)（大腸桿菌）A+B+C+D+A:生物素生物素B:甲硫氨酸甲硫氨酸C:蘇氨酸蘇氨酸D:賴氨酸賴氨酸基本基本培養(yǎng)基培養(yǎng)基A+B+C-D-A-B-C+D+微生物遺傳變異與菌種保藏Davis（1950）U型管試驗型管試驗兩個菌株不兩個菌株不能直接接觸，能直接接觸，只能是培養(yǎng)只能是培養(yǎng)液和營養(yǎng)物液和營養(yǎng)物質（包括質（包括DNA分子）分子）可以通過?？梢酝ㄟ^。 完全完全培養(yǎng)基

25、培養(yǎng)基完全完全培養(yǎng)基培養(yǎng)基A+B+C-D-A-B-C+D+基本基本培養(yǎng)基培養(yǎng)基沒有菌生長沒有菌生長微生物遺傳變異與菌種保藏1. F+與與F-雜交雜交F+細菌的表面有稱作性菌毛性菌毛（sex pili）的細長菌毛，由此與F細菌接合，一旦接觸后，菌毛發(fā)生改變，成為兩細胞間的原生質通道-細胞質橋細胞質橋或稱結合管結合管（conjugation tube），F(xiàn)+細胞的F因子通過接合管向F細胞轉遞： 使F變成F，F(xiàn)因子還可改變細胞表面的構造，以防F細胞間的接合。F F+ +細菌：含有細菌：含有F F因子因子F F- -細菌：不含有細菌：不含有F F因子因子F因子就是因子就是F質粒質粒 。微生物遺傳變異與

26、菌種保藏滾環(huán)式復制滾環(huán)式復制， 式 微生物遺傳變異與菌種保藏微生物遺傳變異與菌種保藏2. HfrF-雜交雜交HfrHfr菌的形成菌的形成 F F質粒整合到細菌染色體上。質粒整合到細菌染色體上。微生物遺傳變異與菌種保藏質粒和染色體共質粒和染色體共有插入序列和轉有插入序列和轉座因子。這些轉座因子。這些轉座因子之間的同座因子之間的同源重組導致質粒源重組導致質粒的整合。的整合。微生物遺傳變異與菌種保藏HfrF-雜交雜交結果仍是結果仍是Hfr細胞和細胞和F-細胞。細胞。微生物遺傳變異與菌種保藏Hfr和和F+的聯(lián)系和區(qū)別的聯(lián)系和區(qū)別 聯(lián)系聯(lián)系：（：（1）都是雄性菌，含有）都是雄性菌，含有F質粒。質粒。 （

27、2）Hfr F質粒與染色體整合質粒與染色體整合 。 F+ F質粒游離在染色體外。質粒游離在染色體外。區(qū)別區(qū)別：（1） Hfr 的的F質粒轉移頻率低，質粒轉移頻率低， F+ 的的F質粒轉移頻率高；質粒轉移頻率高； （2） Hfr 的的F質粒整合，質粒整合， F+ 的的F質粒游離。質粒游離。 微生物遺傳變異與菌種保藏3. F 轉導轉導攜帶有宿主染色體基因攜帶有宿主染色體基因的的F F因子。因子。從從HfrHfr菌中染色體上脫菌中染色體上脫離下來的離下來的F F質粒有時會質粒有時會攜帶相鄰的染色體基因攜帶相鄰的染色體基因或或DNADNA片段，稱為片段，稱為FF質質粒（粒（FF因子），因子），該菌該菌

28、被稱為被稱為FF菌。菌。F因子因子微生物遺傳變異與菌種保藏 給體的部分染色體基因給體的部分染色體基因 隨隨F一起轉入受體細胞。一起轉入受體細胞。 基因不需整合就可表達。基因不需整合就可表達。 利用利用F 因子形成部分二因子形成部分二 倍體叫做性導倍體叫做性導 sexduction。FF-雜交雜交微生物遺傳變異與菌種保藏注意區(qū)別注意區(qū)別F+菌、菌、 Hfr 菌、菌、 F 菌的不同！菌的不同！微生物遺傳變異與菌種保藏轉化、轉導、接合三者的根本區(qū)別轉化、轉導、接合三者的根本區(qū)別在于在于DNADNA轉移的方式不同轉移的方式不同轉化轉化：供體供體DNADNA片斷片斷注入受體細胞，通過注入受體細胞，通過細

29、胞膜細胞膜接合：接合：供體進入受體通過供體進入受體通過性菌毛。性菌毛。轉導：轉導：供體供體DNADNA片斷通過片斷通過媒介噬菌體媒介噬菌體攜帶進入受體。攜帶進入受體。 微生物遺傳變異與菌種保藏二二 真核微生物的基因重組真核微生物的基因重組（一）有性生殖（一）有性生殖（二）（二）準性生殖（準性生殖（parasexual hybridizationparasexual hybridization）（三）酵母菌的接合型遺傳（三）酵母菌的接合型遺傳微生物遺傳變異與菌種保藏（一）（一） 有性生殖有性生殖 一般指性細胞間的接合和隨之發(fā)生的染色體一般指性細胞間的接合和隨之發(fā)生的染色體重組，并產生新遺傳型后代

30、的一種生殖方式。重組，并產生新遺傳型后代的一種生殖方式。 凡是能產生凡是能產生有性孢子有性孢子的酵母菌或霉菌，原則的酵母菌或霉菌，原則上都能采用與高等動、植物有性生殖相似的方法上都能采用與高等動、植物有性生殖相似的方法進行有性繁殖。進行有性繁殖。一部分真菌的減數(shù)分裂發(fā)生在一部分真菌的減數(shù)分裂發(fā)生在1個閉合的子囊殼個閉合的子囊殼中，具較短的生活周期，中，具較短的生活周期，為遺傳重組的研究帶來為遺傳重組的研究帶來極大方便。極大方便。微生物遺傳變異與菌種保藏子囊孢子形成過程子囊孢子形成過程粗糙脈胞霉：粗糙脈胞霉：1個子囊內產生的雙倍體個子囊內產生的雙倍體核直接減數(shù)分裂后所產生核直接減數(shù)分裂后所產生的

31、的4個孢子直線排列在子個孢子直線排列在子囊內（為順序排列四分囊內（為順序排列四分體），再進行一次有絲分體），再進行一次有絲分裂，產生裂，產生8個子囊孢子。個子囊孢子。AAAAaaaa、aaaaAAAA、AAaaAAaaaaAAaaAA、AAaaaaAA、aaAAAAaa8個子囊孢子的排列：個子囊孢子的排列：微生物遺傳變異與菌種保藏粗糙脈胞霉（粗糙脈胞霉（面包霉）的生活史面包霉）的生活史分生孢子（分生孢子（n）菌絲菌絲（n）子實體子實體核融合核融合合子核合子核(2n)交配型交配型A交配型交配型B減數(shù)分裂減數(shù)分裂I減數(shù)分裂減數(shù)分裂II有絲分裂有絲分裂萌發(fā)萌發(fā)(n)子囊孢子（子囊孢子（n）微生物遺傳

32、變異與菌種保藏粗糙脈胞霉粗糙脈胞霉減數(shù)分裂減數(shù)分裂微生物遺傳變異與菌種保藏微生物遺傳變異與菌種保藏（二）準性生殖（二）準性生殖（parasexual reproduction）1. 1. 準性生殖準性生殖2. 2. 準性生殖的意義準性生殖的意義3. 3. 過程過程 微生物遺傳變異與菌種保藏1 準性生殖準性生殖同種異株同種異株的兩個體細胞融合，不經減數(shù)分的兩個體細胞融合，不經減數(shù)分裂而導致裂而導致低頻低頻基因重組發(fā)生的一種繁殖方式?；蛑亟M發(fā)生的一種繁殖方式。（單倍體體細胞重組單倍體體細胞重組）準性生殖與有性生殖的不同：準性生殖與有性生殖的不同： 重組體細胞和一般營養(yǎng)體細胞外形沒有不同，重組體細

33、胞和一般營養(yǎng)體細胞外形沒有不同， 不產生在特殊的囊器中。不產生在特殊的囊器中。 染色體的交換及單倍體化過程沒有規(guī)律性。染色體的交換及單倍體化過程沒有規(guī)律性。微生物遺傳變異與菌種保藏2 準性生殖的意義準性生殖的意義 對一些對一些沒有有性過程沒有有性過程但有重要生產價但有重要生產價 值的值的半知菌半知菌來說，進行基因在染色體來說，進行基因在染色體 上上定性研究定性研究、雜交育種雜交育種，準性生殖提，準性生殖提 供了一個重要的手段。供了一個重要的手段。 發(fā)現(xiàn)存在于發(fā)現(xiàn)存在于構巢曲菌構巢曲菌、米曲菌米曲菌、青霉青霉 等真菌和等真菌和放線菌放線菌中，使之有普遍意義。中，使之有普遍意義。微生物遺傳變異與菌

34、種保藏3 準性生殖的過程準性生殖的過程（1 1）菌絲聯(lián)結（）菌絲聯(lián)結（anastomosisanastomosis）; ; （2 2）形成異核體（形成異核體（heterocaryonheterocaryon）; ; 細胞質、細胞核交流形成異核菌絲體。細胞質、細胞核交流形成異核菌絲體。（3 3）核配（）核配（caryogamy)caryogamy)形成雜合二倍體形成雜合二倍體; ; 特點：頻率低，特點：頻率低，1010-5-51010-7-7 促成：樟腦熏蒸、紫外、高溫。促成：樟腦熏蒸、紫外、高溫。 （4 4）體細胞交換和單倍體化）體細胞交換和單倍體化微生物遺傳變異與菌種保藏異核體異核體 同時具

35、有二種或二種以上不同基因型核在同同時具有二種或二種以上不同基因型核在同一細胞質中，這種現(xiàn)象又叫異核現(xiàn)象。一細胞質中，這種現(xiàn)象又叫異核現(xiàn)象。同核體同核體 同一菌絲中只有一種核。同一菌絲中只有一種核。 微生物遺傳變異與菌種保藏體細胞交換和單倍體化體細胞交換和單倍體化 體細胞交換：體細胞交換： 雜合二倍體細胞中有極少數(shù)細胞核在進行雜合二倍體細胞中有極少數(shù)細胞核在進行有絲分裂有絲分裂 的過程中，能發(fā)生體細胞染色體間的交換、分離的過程中，能發(fā)生體細胞染色體間的交換、分離 （單倍體化單倍體化）而產生具有新性狀的單倍體雜合子。）而產生具有新性狀的單倍體雜合子。 單倍體化單倍體化： 在一系列有絲分裂過程中一再

36、發(fā)生的個別染色體減在一系列有絲分裂過程中一再發(fā)生的個別染色體減 半，直至最后形成單倍體的過程。半，直至最后形成單倍體的過程。 微生物遺傳變異與菌種保藏（三）酵母菌的接合型遺傳（三）酵母菌的接合型遺傳酵母菌以單倍體或二倍體的狀態(tài)存在。酵母菌以單倍體或二倍體的狀態(tài)存在。單倍體：單倍體：a細胞或細胞或細胞，細胞，或稱或稱a a接合型，接合型，接合型。接合型。二倍體：二倍體： a細胞和細胞和細胞融合形成二倍體細胞。細胞融合形成二倍體細胞。接合型遺傳：接合型遺傳： a細胞細胞 細胞的轉變。細胞的轉變。盒式機制轉變盒式機制轉變。微生物遺傳變異與菌種保藏啟動子啟動子沉默狀態(tài)沉默狀態(tài)沉默狀態(tài)沉默狀態(tài)a基因表達

37、。基因表達。a型細胞。型細胞。盒式機制轉變盒式機制轉變在于在于 MAT活性區(qū)的調控作用活性區(qū)的調控作用微生物遺傳變異與菌種保藏第四節(jié)第四節(jié) 微生物育種微生物育種一一 誘變育種誘變育種 營養(yǎng)缺陷型的篩選營養(yǎng)缺陷型的篩選三三 原生質體融合原生質體融合微生物遺傳變異與菌種保藏一一 誘變育種誘變育種1 1、概念、概念2 2、誘變劑、誘變劑3. 3. 誘變程序誘變程序4 4、誘變的主要環(huán)節(jié)、誘變的主要環(huán)節(jié)微生物遺傳變異與菌種保藏1 1、概念、概念誘變育種誘變育種是用物理或化學的是用物理或化學的誘變劑誘變劑使誘變使誘變對象內的遺傳物質（對象內的遺傳物質（DNADNA）的分子結構發(fā)的分子結構發(fā)生改變，引起生

38、改變，引起性狀變異性狀變異并通過并通過篩選篩選獲得符獲得符合要求的合要求的變異菌株變異菌株的一種育種方法。的一種育種方法。微生物遺傳變異與菌種保藏2 誘變劑誘變劑（1 1） 概念概念：凡能提高基因突變頻率的理化因素。：凡能提高基因突變頻率的理化因素。 （2 2） 種類種類： 1 1）物理因子（物理因子（phisical agents) phisical agents) 物理誘變劑：物理誘變劑：U.VU.V、快中子、超聲波等。快中子、超聲波等。 2 2）化學因子化學因子( (chemical agents) chemical agents) 微生物遺傳變異與菌種保藏化學誘變劑化學誘變劑 堿基修飾

39、劑堿基修飾劑 如如：羥胺、羥胺、氮芥、硫酸二乙酯（氮芥、硫酸二乙酯（DESDES）、）、亞硝基胍（亞硝基胍（NTGNTG） 機制機制：對堿基做修飾，改變堿基的配對性質。：對堿基做修飾，改變堿基的配對性質。 堿基類似物堿基類似物 如如：疊氮胸腺嘧啶（：疊氮胸腺嘧啶（AITAIT）、）、5-5-溴尿嘧啶（溴尿嘧啶（5-5-UBUB）、 2- 2-氨基嘌呤（氨基嘌呤（2AP2AP）等。）等。 機制機制：在：在DNADNA復制時將堿基類似物插入復制時將堿基類似物插入DNADNA中，而堿基中，而堿基 類似物存在正常狀態(tài)和稀有狀態(tài)的轉變，在類似物存在正常狀態(tài)和稀有狀態(tài)的轉變，在DNADNA 復制時出現(xiàn)突變

40、體。復制時出現(xiàn)突變體。微生物遺傳變異與菌種保藏插入劑插入劑 ( (intercalating agents):intercalating agents): 如如：溴化乙錠、吖啶橙等一些：溴化乙錠、吖啶橙等一些三環(huán)分子三環(huán)分子。 機制機制：在形態(tài)上類似于堿基對的扁平分子。它們插入：在形態(tài)上類似于堿基對的扁平分子。它們插入DNADNA分子的堿基對之間，使其分開，導致分子的堿基對之間，使其分開，導致DNADNA在復制過程在復制過程中的滑動，引起移碼突變。中的滑動，引起移碼突變。 微生物遺傳變異與菌種保藏與胞嘧啶反應，加上羥基（與胞嘧啶反應，加上羥基（-OH-OH），對胞嘧啶加），對胞嘧啶加以修飾。修

41、飾后的胞嘧啶類似胸腺嘧啶以修飾。修飾后的胞嘧啶類似胸腺嘧啶T T。C G 羥基化的胞嘧啶羥基化的胞嘧啶 A誘發(fā)誘發(fā)CG到到TA的的轉換突變轉換突變堿基修飾劑堿基修飾劑-羥胺羥胺微生物遺傳變異與菌種保藏堿基類似物堿基類似物5-5-溴尿嘧啶（溴尿嘧啶（5BU5BU）正常狀態(tài)：正常狀態(tài)：類似胸腺嘧啶，與腺嘌呤配對。類似胸腺嘧啶，與腺嘌呤配對。 A 5BU A T下一輪下一輪復制復制稀有狀態(tài)稀有狀態(tài)：類似胞嘧啶，只與鳥嘌呤配對。類似胞嘧啶，只與鳥嘌呤配對。 G 5BU G C下一輪下一輪復制復制正常狀態(tài)和正常狀態(tài)和稀有狀態(tài)可稀有狀態(tài)可以相互轉換以相互轉換微生物遺傳變異與菌種保藏B DNA分子吸收稀有狀

42、態(tài)的分子吸收稀有狀態(tài)的5BU G 5BU A TDNA復制轉換復制轉換成正常狀態(tài)成正常狀態(tài)（G C）（取代（取代G C）A DNA分子吸收正常狀態(tài)的分子吸收正常狀態(tài)的5BU A 5BU G CDNA復制轉換復制轉換成稀有狀態(tài)成稀有狀態(tài)（A T）（取代（取代A T）堿基類似物堿基類似物5-5-溴尿嘧啶（溴尿嘧啶（5BU5BU）微生物遺傳變異與菌種保藏圖示 (a) 增加堿基 插入劑分子 模板鏈 5 ATCAG TTACT3 新合成鏈 3TAGTC G AATGA5 068nm 隨機選擇堿基 嵌入插入劑處 下一輪復制 5 ATCAG C TTACT 3 3TAGTC G AATGA 5(b)缺失堿基

43、 模板鏈 5 ATCAG T TACT3 新合成鏈 3TAGTC ATGA5 插入劑失去 后復制 插入劑 5 ATCAGTACT 3 3TAGTCATGA 5 圖 21-15 插入突變導制堿基的增加(a)和減少(b) 微生物遺傳變異與菌種保藏3 誘變程序誘變程序 原始菌種原始菌種 原菌種特性鑒定原菌種特性鑒定 純化純化 斜面斜面/ /肉湯肉湯 培養(yǎng)單孢子培養(yǎng)單孢子/ /單細胞懸液單細胞懸液 誘變劑處理誘變劑處理 計算存活率計算存活率 平板分離平板分離 觀察形態(tài)變異，挑單菌落觀察形態(tài)變異，挑單菌落 移至斜面移至斜面 初篩初篩 復篩復篩 小試小試 良種保藏良種保藏 中試中試微生物遺傳變異與菌種保藏

44、4 誘變的主要環(huán)節(jié)誘變的主要環(huán)節(jié)（1）誘變劑的選擇）誘變劑的選擇（2）出發(fā)菌株的選擇）出發(fā)菌株的選擇（3）單孢子或單細胞懸液的制備單孢子或單細胞懸液的制備（4 4）設計和采用效率高的篩選方案和方法）設計和采用效率高的篩選方案和方法 微生物遺傳變異與菌種保藏（1 1）誘變劑的選擇：）誘變劑的選擇： 1 1）了解誘變劑的性質、作用機理和使用方法。了解誘變劑的性質、作用機理和使用方法。 2 2）處理方式處理方式 單一因子處理：先后使用。單一因子處理：先后使用。 復合因子處理：兩種以上因素同時使用、單一復合因子處理：兩種以上因素同時使用、單一 因子重復使用。因子重復使用。 3 3）處理劑量：測致死率。

45、處理劑量：測致死率。 方法：平板菌落計數(shù)法方法：平板菌落計數(shù)法 一般殺菌率為一般殺菌率為70%70%左右。左右。 微生物遺傳變異與菌種保藏（2 2）出發(fā)菌株：）出發(fā)菌株： 育種的原始菌種應具備：育種的原始菌種應具備： 對誘變劑的敏感性高；對誘變劑的敏感性高； 生產中選育過的自發(fā)變異菌株；生產中選育過的自發(fā)變異菌株； 本身具有一些有利性狀；本身具有一些有利性狀； 對代謝產物有一定積累；對代謝產物有一定積累； 已經發(fā)生過某些變異。已經發(fā)生過某些變異。微生物遺傳變異與菌種保藏（3 3）單孢子或單細胞懸液的制備）單孢子或單細胞懸液的制備 1 1）必要性）必要性：單細胞可均勻地接觸誘變劑，避免出現(xiàn)不：單

46、細胞可均勻地接觸誘變劑，避免出現(xiàn)不 純的菌落純的菌落菌種退化。菌種退化。 2 2）制備）制備： 物理誘變劑物理誘變劑生理鹽水（生理鹽水（0.85%0.85%NaCl) NaCl) 化學誘變劑化學誘變劑緩沖液。緩沖液。 3 3）方法）方法：三角瓶內加：三角瓶內加0.5cm0.5cm玻璃珠打散玻璃珠打散10-1510-15min; min; 加加.3%.3%吐溫吐溫8080（表面活性劑，用無菌脫脂棉過（表面活性劑，用無菌脫脂棉過 濾）。濾）。 4 4）濃度）濃度：細菌、放線菌：細菌、放線菌 10 108 8個個/ /ml ml 霉菌、酵母菌霉菌、酵母菌 10 106 6個個/ /mlml 微生物遺

47、傳變異與菌種保藏（4 4）設計和采用效率高的篩選方案和方法）設計和采用效率高的篩選方案和方法 1 1）初篩）初篩：平板上做定性、半定量的測定，觀察突變株的平板上做定性、半定量的測定，觀察突變株的 生理效應范圍。生理效應范圍。 方法方法 梯度平板法（抗性菌株）梯度平板法（抗性菌株） 紙片法（抗性菌株）紙片法（抗性菌株） 透明圈法（淀粉酶產生菌株等）透明圈法（淀粉酶產生菌株等） 變色圈法（氨基酸生產菌株）變色圈法（氨基酸生產菌株） 2 2）復篩）復篩： 較精確的生物化學分析方法較精確的生物化學分析方法做搖瓶測定做搖瓶測定 微生物遺傳變異與菌種保藏二二 營養(yǎng)缺陷型的篩選營養(yǎng)缺陷型的篩選（一）概念（一

48、）概念（二）篩選方法（二）篩選方法（三）應用（三）應用 微生物遺傳變異與菌種保藏（一）（一） 概念概念1. 1. 三種遺傳型個體三種遺傳型個體2 2、篩選用的培養(yǎng)基、篩選用的培養(yǎng)基微生物遺傳變異與菌種保藏 1 三種遺傳型個體三種遺傳型個體（1 1）營養(yǎng)缺陷型（）營養(yǎng)缺陷型（auxotrophauxotroph）： 經誘變產生的一些合成能力出現(xiàn)缺陷，而必須在培養(yǎng)經誘變產生的一些合成能力出現(xiàn)缺陷，而必須在培養(yǎng) 基內加入相應有機養(yǎng)分才能正常生長的變異菌株?；鶅燃尤胂鄳袡C養(yǎng)分才能正常生長的變異菌株。 如：如：LysLys- - ; Bio ; Bio- -（2 2）野生型野生型( (wild typ

49、e)wild type)： 自然界分離到的任何微生物，在其發(fā)生營養(yǎng)缺陷突自然界分離到的任何微生物，在其發(fā)生營養(yǎng)缺陷突 變前的原始菌株，為該微生物的野生型。變前的原始菌株，為該微生物的野生型。如：如：Lys+Lys+； Bio+Bio+（3 3）原養(yǎng)型原養(yǎng)型 ( (prototroph)prototroph) ： 指指auxoauxo突變菌株回復突變或重組后產生的菌株，與野突變菌株回復突變或重組后產生的菌株，與野 生型的表型相同。生型的表型相同。 微生物遺傳變異與菌種保藏2 篩選用的培養(yǎng)基篩選用的培養(yǎng)基1 1）基本培養(yǎng)基（）基本培養(yǎng)基（minimal medium,MMminimal mediu

50、m,MM）-： 僅能滿足野生型菌株營養(yǎng)要求的培養(yǎng)基。僅能滿足野生型菌株營養(yǎng)要求的培養(yǎng)基。2 2）完全培養(yǎng)基（）完全培養(yǎng)基（complete medium,CMcomplete medium,CM）+： 滿足一切滿足一切auxotrophauxotroph生長的天然或半組合培養(yǎng)基。生長的天然或半組合培養(yǎng)基。3 3）補充培養(yǎng)基（）補充培養(yǎng)基（supplemented medium,SMsupplemented medium,SM） x x： 在在MMMM中有針對性地加入一或幾種營養(yǎng)成分以滿足相中有針對性地加入一或幾種營養(yǎng)成分以滿足相 應應auxotrophauxotroph生長的組合培養(yǎng)基。生長的

51、組合培養(yǎng)基。微生物遺傳變異與菌種保藏（二）篩選方法（二）篩選方法auxotroph的篩選程序的篩選程序：篩選一般要經過篩選一般要經過誘變誘變、淘淘汰野生型汰野生型、檢出檢出和和鑒定鑒定營養(yǎng)缺陷型四個環(huán)節(jié)。營養(yǎng)缺陷型四個環(huán)節(jié)。 細菌培養(yǎng)細菌培養(yǎng) 離心洗滌離心洗滌 誘變處理誘變處理 在在CMCM上培養(yǎng)上培養(yǎng) 洗滌洗滌 MMMM培養(yǎng)（加青霉培養(yǎng)（加青霉 素等篩選劑）素等篩選劑） 涂布于涂布于CMCM平板平板 影印影印 培養(yǎng)培養(yǎng) 挑取挑取 鑒定鑒定 菌種保存。菌種保存。微生物遺傳變異與菌種保藏完全培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基微生物遺傳變異與菌種保藏（三）（三） auxotr

52、oph的應用的應用（1 1）作為標記菌株）作為標記菌株： 研究代謝、菌種雜交、重組育種和利用基因工研究代謝、菌種雜交、重組育種和利用基因工 程進行育種時帶有特定基因標記的親本菌。程進行育種時帶有特定基因標記的親本菌。（2 2）作為生產菌種）作為生產菌種：氨基酸、核苷酸等生產菌種；：氨基酸、核苷酸等生產菌種；（3 3）作為氨基酸、維生素、堿基等）作為氨基酸、維生素、堿基等物質生物測定的物質生物測定的 實驗菌種。實驗菌種。微生物遺傳變異與菌種保藏三三 原生質體融合原生質體融合（protoplast fusionprotoplast fusion） 使遺傳使遺傳性狀不同性狀不同的的兩兩細胞的細胞的原

53、生質體原生質體發(fā)生融發(fā)生融 合，并發(fā)生遺傳重組以產生融合子（合，并發(fā)生遺傳重組以產生融合子（fusantfusant） 的過程。的過程。 已成功地應用于真菌細胞和植物細胞的屬間和已成功地應用于真菌細胞和植物細胞的屬間和 科間的科間的遠緣遠緣細胞融合，細胞融合，融合產物含兩親代細胞融合產物含兩親代細胞 基因組?；蚪M。微生物遺傳變異與菌種保藏1 原生質體的制備原生質體的制備2 原生質體融合和再生原生質體融合和再生3 融合子的選擇融合子的選擇微生物遺傳變異與菌種保藏1 1 原生質體的制備原生質體的制備1）選擇兩個親本菌株。）選擇兩個親本菌株。 細菌用溶菌酶；酵母菌和霉菌用蝸牛酶。細菌用溶菌酶；酵母

54、菌和霉菌用蝸牛酶。2）酶處理破壞細胞壁，使原生質流出。）酶處理破壞細胞壁，使原生質流出。制備用培養(yǎng)基：高滲緩沖液或培養(yǎng)基。制備用培養(yǎng)基：高滲緩沖液或培養(yǎng)基。微生物遺傳變異與菌種保藏2 2 原生質體融合和再生原生質體融合和再生1）原生質體融合）原生質體融合 化學因子誘導化學因子誘導：聚乙二醇：聚乙二醇（polyethyeneglycol，PEG） 并加入并加入Ca 2+、Mg 2+等陽離子等陽離子 電場誘導：電場誘導：電極極化原生質體成偶極子，沿電力線電極極化原生質體成偶極子，沿電力線 排列成串，電流脈沖，原生質體膜被擊排列成串，電流脈沖，原生質體膜被擊 穿，融合。穿，融合。2）原生質體再生）原

55、生質體再生 在再生培養(yǎng)基上再生。在再生培養(yǎng)基上再生。 再生率再生率0.幾幾%幾幾%.微生物遺傳變異與菌種保藏3 3 融合子的選擇融合子的選擇營養(yǎng)缺陷型標記選擇營養(yǎng)缺陷型標記選擇 依靠在選擇培養(yǎng)基上的遺傳標記，有兩個依靠在選擇培養(yǎng)基上的遺傳標記，有兩個遺傳標記互補，可確定為融合子。遺傳標記互補，可確定為融合子?？顾幮詷擞洝？顾幮詷擞?。微生物遺傳變異與菌種保藏第五節(jié)第五節(jié) 菌種的衰退、復壯及保藏菌種的衰退、復壯及保藏 一、菌種的衰退和復壯菌種的衰退和復壯 二、菌種保藏菌種保藏微生物遺傳變異與菌種保藏一、菌種的衰退和復壯一、菌種的衰退和復壯（一）衰退衰退（二）防止衰退的方法防止衰退的方法（三）菌種的

56、復壯菌種的復壯微生物遺傳變異與菌種保藏（一）衰退（一）衰退1 1、概念、概念：菌種經長期的人工：菌種經長期的人工培養(yǎng)或保藏培養(yǎng)或保藏, ,在其自在其自 發(fā)突變的影響下，引起某些發(fā)突變的影響下，引起某些優(yōu)良性狀優(yōu)良性狀 變弱或消失變弱或消失的現(xiàn)象，稱為衰退。的現(xiàn)象，稱為衰退。 2 2、現(xiàn)象、現(xiàn)象 （1 1）菌落和細胞形態(tài)的改變；）菌落和細胞形態(tài)的改變；（2 2）生長速度緩慢，產孢子越來越少；）生長速度緩慢，產孢子越來越少；（3 3）代謝產物生產能力或其對宿主寄生能力下降；）代謝產物生產能力或其對宿主寄生能力下降； （4 4）抵抗力、抗不良環(huán)境能力減弱等。）抵抗力、抗不良環(huán)境能力減弱等。微生物遺傳

57、變異與菌種保藏 基因負突變基因負突變不利突變不利突變（1 1）多次傳代造成負突變數(shù)量增加）多次傳代造成負突變數(shù)量增加 如斜面保藏如斜面保藏 細菌：細菌：1 1個月個月 酵母菌：酵母菌：3 3個月個月 放線菌、霉菌、芽孢：半年放線菌、霉菌、芽孢：半年（2 2） 培養(yǎng)條件培養(yǎng)條件；（3 3） 誘變時出現(xiàn)不純菌落。誘變時出現(xiàn)不純菌落。3 3、衰退的原因、衰退的原因微生物遺傳變異與菌種保藏（二）防止衰退的方法（二）防止衰退的方法 1 1、控制傳代次數(shù)；、控制傳代次數(shù)； 2 2、選擇合適的培養(yǎng)條件；、選擇合適的培養(yǎng)條件； 3 3、采用不同類型的細胞進行傳代；、采用不同類型的細胞進行傳代； 4 4、采用有

58、效的菌種保藏方法。、采用有效的菌種保藏方法。微生物遺傳變異與菌種保藏（三）菌種的復壯（三）菌種的復壯1 1 復壯復壯：使衰退的菌種恢復原來優(yōu)良性狀的使衰退的菌種恢復原來優(yōu)良性狀的 方法。方法。2 2 復壯的方法復壯的方法： （1 1）純種分離：純種分離： 菌落純（劃線法、涂布法、傾注法）菌落純（劃線法、涂布法、傾注法） 菌株純（單細胞挑取法）菌株純（單細胞挑取法） （2 2）通過寄主體進行復壯；通過寄主體進行復壯； （3 3）淘汰已衰退的個體。淘汰已衰退的個體。微生物遺傳變異與菌種保藏二、菌種保藏二、菌種保藏（一）目的（一）目的（二）原理（二）原理（三）方法（三）方法微生物遺傳變異與菌種保藏（

59、一）目的（一）目的1 1、存活，不丟失，不污染存活，不丟失，不污染 2 2、防止優(yōu)良性狀喪失防止優(yōu)良性狀喪失 3 3、隨時為生產、科研提供優(yōu)良菌種隨時為生產、科研提供優(yōu)良菌種 創(chuàng)造一定條件，盡可能創(chuàng)造一定條件，盡可能降低降低微生物微生物代謝活動代謝活動強度，使之基本上處于強度，使之基本上處于休眠狀態(tài)。休眠狀態(tài)。條件：條件：1 1）挑選優(yōu)良純種的休眠體；挑選優(yōu)良純種的休眠體；2 2）創(chuàng)造適合長期休眠的環(huán)境條件（干燥、低溫、創(chuàng)造適合長期休眠的環(huán)境條件（干燥、低溫、缺氧、避光、缺乏營養(yǎng)、添加保護劑等）缺氧、避光、缺乏營養(yǎng)、添加保護劑等）（二）原理（二）原理微生物遺傳變異與菌種保藏（三）方法（三）方法1 1、暫時保藏法、暫時保藏法斜面保藏斜面保藏2 2、長期保藏法、長期保藏法 微生物遺傳變異與菌種保藏1 1、暫時保藏法、暫時保藏法斜面保藏斜面保藏（1 1）方法）方法：斜面置：斜面置44冰