基因突變專家講座

基因突變專家講座基因突變專家講座第1頁一、基因突變概念二、基因突變頻率

三、基因突變時期

四、基因突變后性狀表現(xiàn)第一節(jié)

基因突變基礎(chǔ)知識基因突變專家講座第2頁

基因突變（genemutation）：指染色體上某一基因位點內(nèi)部發(fā)生了化學性質(zhì)改變，與原來基因形成對性關(guān)系。

基因突變發(fā)覺：最先發(fā)覺基因突變現(xiàn)象是美國遺傳學家摩爾根（Morgan,T.H.）?！巴蛔儭币辉~是由荷蘭學者狄·弗里斯（DeVris,H.）在觀察栽培月見草后提出。一、基因突變概念第一節(jié)

基因突變基礎(chǔ)知識基因突變專家講座第3頁

自發(fā)突變

基因突變分類

物理誘變：射線、溫度、超聲波

誘發(fā)突變

化學誘變：化學藥劑

從日本水俁事件，環(huán)境污染，臭氧層破壞認識保護環(huán)境主要性基因突變專家講座第4頁基因突變意義：沒有突變，生物就不能進化；基因突變也是產(chǎn)生新物種一條路徑。基因突變專家講座第5頁二、基因突變頻率（mutationrate）1、概念基因突變率：某一基因在一個世代中發(fā)生突變機率。即突變基因占該基因總數(shù)百分比。高等生物基因突變率：約10－5～10－8（10萬～1億分之一）低等生物基因突變率：約10－4～10－10（1萬～100億分之一）基因突變專家講座第6頁2、基因突變率估算（1）無性繁殖細菌：突變率是用每一細胞世代中每一細菌發(fā)生突變概率表示，即一定數(shù)目標細菌在分裂一次過程中發(fā)生突變次數(shù)。（2）有性生殖高等生物：對高等生物來說，突變率（mutationrate）常見突變配子占總配子百分比來衡量?；蛲蛔儗＜抑v座第7頁三、基因突變時期

生物發(fā)育任何時期都能發(fā)生基因突變，而以減數(shù)分裂期尤其是晚期細胞對外界環(huán)境條件更為敏感?；蛲蛔儗＜抑v座第8頁1、性細胞基因突變DD

dd隱性突變：↓顯性突變：↓

DdM1Dd↓

↓1DD2Dd1ddM21DD2Dd1dd四、基因突變后性狀表現(xiàn)

由上可知：在誘變育種中，M1代不進行選擇，M2代是選擇關(guān)鍵世代?；蛲蛔儗＜抑v座第9頁2、體細胞基因突變體細胞發(fā)生隱性突變，表現(xiàn)不出來，不能利用，意義不大。體細胞發(fā)生顯性突變時，當代就會出現(xiàn)突變性狀與原來性狀并存現(xiàn)象，叫嵌合現(xiàn)象，這種個體叫嵌合體（chimaera）。嵌合范圍大小與體細胞發(fā)生基因突變時期早晚相關(guān)，發(fā)生時期早，嵌合范圍大，發(fā)生時期晚，嵌合范圍小?；蛲蛔儗＜抑v座第10頁嵌合體娛樂圖片基因突變專家講座第11頁注意：突變體細胞普通競爭力較弱，如不及時進行人工繁殖，就可能消失。所以，一旦發(fā)覺優(yōu)良體細胞突變，應及時分割下來進行插條、嫁接或組織培養(yǎng)等加以繁殖，使之產(chǎn)生性細胞傳遞給后代。基因突變專家講座第12頁體細胞突變舉例（1）番茄或蘋果果實半邊紅半邊黃現(xiàn)象基因突變專家講座第13頁（2）我國1960年發(fā)行一套“菊花郵票”，其中一枚為“二喬”1964年牡丹郵票：二喬基因突變專家講座第14頁

3、人類“骨髓性白血病”4、果樹、花卉“芽變”育種如溫州早桔就起源于溫州蜜桔芽變。早桔蜜桔芽變深圳醫(yī)院一例手術(shù)：骨骼變形，右半部臉和身體為蟾蜍皮患病前患病后基因突變專家講座第15頁3、大突變和微突變

大突變：表現(xiàn)顯著、輕易識別突變?？刂瀑|(zhì)量性狀基因突變大都屬于大突變；

微突變：表現(xiàn)微小、較難覺察突變?？刂茢?shù)量性狀基因突變大都屬于微突變。盡管微突變引發(fā)效應微小，但在多基因控制性狀情況下，效應能夠由小變大，最終到達由量變到質(zhì)變，表現(xiàn)出顯著作用來。試驗表明，在微突變中出現(xiàn)有利突變率高于大突變，所以在育種工作中在注意大突變同時，也應重視微突變。基因突變專家講座第16頁一、突變重演性二、突變平行性三、突變可逆性四、突變有害性五、突變多樣性六、突變與環(huán)境沒有對應性第二節(jié)基因突變普通持征基因突變專家講座第17頁一、突變重演性

突變重演性：同一突變能夠在同種生物不一樣個體間屢次發(fā)生。假如蠅白眼突變，小麥抗病突變等都曾發(fā)生過屢次。正是重演性為咱們選擇突變提供了方便。

基因突變專家講座第18頁二、突變平行性

突變平行性：親緣關(guān)系相近物種，往往發(fā)生相同突變。早熟性：小麥、大麥、玉米、水稻等禾本科作物。糯性：高粱、玉米、水稻等。光敏或溫敏核雄性不育性：水稻、小麥、玉米等?；蛲蛔儗＜抑v座第19頁三、突變可逆性

正突變（forwardmutation）：顯性基因A能夠突變?yōu)殡[性基因a。

反突變（backmutation）：隱性基因突變?yōu)轱@性基因。普通正突變頻率要大于反突變頻率，這是由基因結(jié)構(gòu)所決定。基因突變專家講座第20頁四、突變有害性

對大多數(shù)基因而言，突變常是有害。普通表現(xiàn)為生活力減退、育性下降，甚至死亡。而有些突變可能是有利。

有害突變：生活力減退，育性下降，甚至死亡

（致死突變：白化苗）突變有利突變：抗倒性、抗病性等

中性突變：如子粒顏色、芒有沒有等突變有利和有害性是相正確，如植物落粒性對植物繁殖有利，但對人類則是不利；雄性不育對植物不利，但對大家利用雜種優(yōu)勢是有利?；蛲蛔儗＜抑v座第21頁突變多樣性：同一基因能夠發(fā)生不一樣類型突變。a1a2這些基因?qū)來說都含有等位性關(guān)系，但突變

Aa3多樣性有一定程度，它要受到化學結(jié)構(gòu)制約。

a3

┊a(chǎn)n五、突變多樣性復等位基因（multipleallele）：同一基因位點上多個等位基因。對二倍體生物來說，復等位基因不可能同時存在于同一個體上，而是存在同種生物不一樣個體上。基因突變專家講座第22頁意義:

基因突變多樣性，增加了生物變異多樣性，有利于生物適應與進化，也為育種工作提供了豐富資源?；蛲蛔儗＜抑v座第23頁

例1、果蠅眼睛顏色：白

眼杏紅眼紅眼硃紅眼共有14個復等位基因

伊紅眼

┊基因突變專家講座第24頁

例2、有兩個煙草野生種含有自交不孕性，控制自交不孕性基因已發(fā)覺有15個復等位基因（S1、S2、S3、---、S15）。S1S2×S1S2S1S2×S2S3S1S2×S3S4

↓↓↓

不孕S1S3S2S3S1S3S1S4S2S3S2S4基因突變專家講座第25頁例3、人血型由3個復等位基因（IA，IB，i）決定。

IA、IB分別對i為顯性，IA和IB為共顯性。

A型:

IAIA，IAi四種表現(xiàn)型B型:

IBIB，IBi

六種基因型

AB型:

IAIB

O型:

i

i

AB型×

O型→兒女是A型血或B型血?；蛲蛔儗＜抑v座第26頁

六、突變與環(huán)境沒有對應性棉鈴蟲抗藥性、細菌抗藥性與使用藥劑之間關(guān)系。E.coli影印培養(yǎng)試驗。

E.

coli抗鏈霉素突變體在用藥前就已經(jīng)存在，鏈霉素只是一個選擇因子、起了篩選作用，并不是使用鏈霉素后使E.coli向著抗鏈霉素方向產(chǎn)生了突變。棉鈴蟲抗藥性也一樣。

完全培養(yǎng)基稀釋后均勻涂布完全培養(yǎng)基影印含鏈霉素培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時間含鏈霉素培養(yǎng)基中有抗性菌落對應菌落在含鏈霉素液體培養(yǎng)基中生長正常?基因突變專家講座第27頁第三節(jié)

基因突變判定

一、植物基因突變判定

二、生化突變判定

基因突變專家講座第28頁

第三節(jié)

基因突變判定一、植物基因突變判定1、判定是基因突變還是環(huán)境影響基因突變造成變異是能夠遺傳，環(huán)境影響造成變異是不能遺傳。如在高稈植物中發(fā)覺矮稈植株，怎樣判斷是否為基因突變?

2、判定是顯性突變還是隱性突變判定矮稈是隱性基因控制還是顯性基因控制。判定依據(jù)是分離規(guī)律。

基因突變專家講座第29頁二、生化突變判定

生化突變是指因為物理原因和化學原因作用，使生物體喪失了某個生化功效，使體內(nèi)代謝過程發(fā)生了改變。常見生化突變是營養(yǎng)缺點型。1、誘發(fā)突變用X射線或紫外線照射分生孢子，并與野生型雜交。2、判定是否發(fā)生了突變把雜交后得到子囊孢子一個一個單獨培養(yǎng)在完全培養(yǎng)基上，把長出分生孢子分別接種在基礎(chǔ)培養(yǎng)基上，觀察生長情況。假如能夠正常生長，說明沒有發(fā)生突變；假如不能生長，說明發(fā)生了突變。3、判定發(fā)生了什么突變把上述確定突變菌株接種在含維生素或氨基酸基礎(chǔ)培養(yǎng)基中，再深入確定是哪種維生素或哪種氨基酸營養(yǎng)缺點型。

基因突變專家講座第30頁第四節(jié)

基因突變誘發(fā)

一、物理原因誘變機理

二、化學原因誘變機理

基因突變專家講座第31頁（一）輻射原因種類

輻射：電離輻射非電離輻射

電離輻射：能量較高，除產(chǎn)生熱能和使原子激發(fā)外，還能使原子電離。X射線：穿透力弱，多用于低等生物

射線：穿透力強，輻射源有Co60，Cs137

適合用于外照射電離輻射中子：誘變效果最好，農(nóng)業(yè)上多用慢中子；（中子源有釙鈹種子源、鐳鈹種子源；照射過材料有放射性）

射線：穿透力很弱，普通不用適合用于內(nèi)照射

射線：穿透力很弱，輻射源有P32，S35浸泡或注射非電離輻射：主要是指紫外線。能量較低，除產(chǎn)生熱能外，只能使原子激發(fā)。常用于微生物或高等生物配子誘變。

基因突變專家講座第32頁（二）電離輻射物理作用和化學作用

1、物理作用------電離作用原發(fā)電離，次級電離。在射線經(jīng)過通道上，失去電子正離子與取得電子負離子形成離子對。次級電離結(jié)果，輕則造成基因分子結(jié)構(gòu)改組，發(fā)生基因突變，重則造成染色體斷裂，造成染色體畸變。2、化學作用------水電解射線作用下：H2O—→H2O＋＋eH2O＋e—→H2O－

粒子對粒子對深入和H2O反應：H2OH2O

H＋OHoHoOH－H2O

基因突變頻率與輻射劑量成正比，而與輻射強度無關(guān)，輻射劑量越大，原發(fā)電離越多，次級電離也越嚴重，水解作用也越嚴重，基因突變率就越高。輻射含有累加性質(zhì)。基因突變專家講座第33頁（三）紫外線作用

1、直接誘變作用紫外線不能使原子電離，只能產(chǎn)生激發(fā)作用。原子外電子一旦活躍起來，就會造成基因分子鏈離析。離析基因在重新組合時，可能發(fā)生差錯，造成基因突變。