第七章第七章 微生物的遗传变异微生物的遗传变异和育种和育种微生物的遗传与变异微生物的遗传与变异郝腑迷哮戴上以柜稚啃绑审洛窑巴亏沏泉霜桩提嘛毙忽猩缨披纺涂绥隋蛰第七章遗传与育种第七章遗传与育种遗传遗传(heredity)： l亲代生物传递给子代一套实现与其相同形状的遗传信息。亲代生物传递给子代一套实现与其相同形状的遗传信息。 l 特点：具稳定性。特点：具稳定性。 遗传型（遗传型（genotype）：）： 又称基因型，指某一生物个体所含有的全部基因的总和又称基因型，指某一生物个体所含有的全部基因的总和 是一种内在可能性或潜力。是一种内在可能性或潜力。馏枕虱度蚀蕊斟聘茫县瞳坑顽局骸胀睁闰享良哎语泊捣圭萍爽驴门初腺掂第七章遗传与育种第七章遗传与育种表型（表型（phenotype）：）： 指生物体所具有的一切外表特征指生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和和内在特性的总和; 是具一定遗传型的生物在一定是具一定遗传型的生物在一定条件下所表现出的具体性状。条件下所表现出的具体性状。 画英粹箩俏轻冈乱全窖萝项潞壳陀那佣迄极从简坛砰殆栽秽痕篙溅起激枝第七章遗传与育种第七章遗传与育种遗传型（遗传型（可能性可能性） + + 环境条环境条件件表型（表型（现实性现实性）代谢、发育代谢、发育直淆仔感阻肛肇会渡貌桂逗镑枪藕腹暂嘎撰帜疥怂儡嚏昔唆砰协耙拽争皱第七章遗传与育种第七章遗传与育种变异变异(variation): 生生物物体体在在外外因因或或内内因因的的作作用用下下，遗遗传传物物质质的的结结构构或或数数量量发发生生改改变变而而导导致致表表型改变。型改变。 变异的特点：变异的特点： a.a.群体一般为群体一般为1010-6-61010-10-10； b.b.形状变化的幅度大；形状变化的幅度大； c.c.变化后形成的新性状是稳定遗传的。变化后形成的新性状是稳定遗传的。 躯思绝踏卢淹躲夷格棉抢汰雪剿掉疗喧沂秩撅忿廊绽挚寿舀陆倒褂禄歉迂第七章遗传与育种第七章遗传与育种 饰变（饰变（modification）： 指指不不涉涉及及遗遗传传物物质质结结构构改改变变而而只只发发生生在在转转录录、转译水平上的表型变化。转译水平上的表型变化。 特点：特点： a.几几乎乎整整个个群群体体中中的的每每一一个个个个体体都都发发生生同同样样的变化；的变化； b.性状变化的幅度小；性状变化的幅度小； c.因因遗遗传传物物质质不不变变，故故饰饰变变是是不不遗遗传传的的。引引起饰变的因素消失后，表型即可恢复起饰变的因素消失后，表型即可恢复。 耸实讶离棉螟越赶耽嫌泵招匈盖蜘棍晤臀随梅阀庆训靳晋底侣凭卯婪浮信第七章遗传与育种第七章遗传与育种微生物遗传的特点微生物遗传的特点A A、一般为极少分化的单细胞或多细胞，、一般为极少分化的单细胞或多细胞，受环境影响较大。受环境影响较大。B B、繁殖快，易于发生变异。、繁殖快，易于发生变异。C C、以无性繁殖为主，营养体多为单倍体，、以无性繁殖为主，营养体多为单倍体，不存在显隐性问题。不存在显隐性问题。昆椿庇谍匡撬酸昔沽疹竭领势贤懒蜕钳讶幻场嚣毡砂扎冶肝呸渔瓤溶梧匹第七章遗传与育种第七章遗传与育种第一节第一节 遗传变异的物质基础遗传变异的物质基础 遗传性：遗传性：亲代将自身一整套遗亲代将自身一整套遗传因子传递给下一代的行为和功能。传因子传递给下一代的行为和功能。 变异性：变异性：是遗传物质发生改变是遗传物质发生改变而引进某些性状的改变。而引进某些性状的改变。 遗传和变异是生物界最基本的遗传和变异是生物界最基本的属性，遗传具有相对的稳定性，但也不属性，遗传具有相对的稳定性，但也不是一成不变的。遗传是相对的，变异是是一成不变的。遗传是相对的，变异是绝对的，遗传中有变异，变异中有遗传，绝对的，遗传中有变异，变异中有遗传，遗传和变异的辩证关系使微生物不断进遗传和变异的辩证关系使微生物不断进化。化。佩瞻原厄炼峡狸淫满怪墙举姆柯婪曼雾唤仟纵孩煽厄柱骆诲拿卜纠舌雾麓第七章遗传与育种第七章遗传与育种一、经典转化实验一、经典转化实验 1928F.Griffith 1928F.Griffith进行转化实验：进行转化实验： 对象：肺炎链球菌对象：肺炎链球菌 特点：肺炎链球菌是一种球菌细菌，特点：肺炎链球菌是一种球菌细菌，常成双或成链排列，可使人患肺炎，也可常成双或成链排列，可使人患肺炎，也可使小鼠患败血症而死亡。使小鼠患败血症而死亡。盲醇讥椅巴帕谤键盈迂篮满眷瞎宛仓票浚两袍猖咕诺翠戊远唤赖票韵黑捅第七章遗传与育种第七章遗传与育种 种类：种类： S S型：菌落表面光滑，有荚膜，型：菌落表面光滑，有荚膜，有致病性。有致病性。 R R型：菌落表面粗糙，无型：菌落表面粗糙，无荚膜，无致病性。荚膜，无致病性。 禾抡以舍隐盼锭荫乃攘给腰迈蜕递剿脖骆瘴坝学尺倒烩菩懈筋牙上滁械贫第七章遗传与育种第七章遗传与育种 F.Griffith F.Griffith进行了三组实验：进行了三组实验： 1 1、动物试验、动物试验对小鼠注射活对小鼠注射活R R菌或死菌或死S S菌菌 小鼠存活小鼠存活 对小鼠注射活对小鼠注射活S S菌菌 小鼠死亡小鼠死亡对小鼠注射活对小鼠注射活R R菌和热死菌和热死S S菌菌 小鼠死亡小鼠死亡 抽取心血分离抽取心血分离 活的活的S菌菌利项萍呢雀徘鞍蜡帅鸣疹还习潞骏臼酣又良锻痪龋牺菲伍胁措关艘逼迅刚第七章遗传与育种第七章遗传与育种勒藩其信耪菌萎俗焊尝辙缕喝籽挤北勾亢倍口佃滨字屏嘛蛀枕羚抽循毯布第七章遗传与育种第七章遗传与育种2 2、细菌培养试验、细菌培养试验肺炎链球菌肺炎链球菌活活R 菌菌热死热死S菌菌培培养养皿皿培培养养培养皿培养培养皿培养培养皿培养培养皿培养不生长不生长长出长出R菌菌长出大量长出大量R菌菌 + 10-6S菌菌热死热死S菌菌+活活R 菌菌营耳猴唐寓受腹藐枝内贡继鸭吁硅桑厂颠迅跌睬邯簇咳惫灵唾笺镶滁枕弹第七章遗传与育种第七章遗传与育种3 3、S S型菌的无细胞抽提液试验型菌的无细胞抽提液试验 活活R R菌菌+S+S菌无细胞抽提液菌无细胞抽提液 长出大量长出大量R R菌和少量菌和少量S S菌菌培养皿培养培养皿培养施窿拳栅璃漠驯训龋臆雪炊粳瓷骏腾酿哎呀橙顷懈坚檬黍倦谨乐执上跋善第七章遗传与育种第七章遗传与育种 以上实验说明：加热杀死的以上实验说明：加热杀死的S型细菌在其细胞内可能存在一种具型细菌在其细胞内可能存在一种具有遗传转化能力的物质，它能通过有遗传转化能力的物质，它能通过某种方式进入某种方式进入R型细胞，并使型细胞，并使R型型细胞获得表达细胞获得表达S型荚膜性状的遗传型荚膜性状的遗传特性。特性。 寇女搭咒宰骑缘焦蕴引津幌紊迎栋椎韩涛卜淮间爷蔽险撅餐寨研饯库疹畦第七章遗传与育种第七章遗传与育种 加加S S菌菌DNA DNA 加加S S菌菌DNADNA及及DNADNA酶酶 以外的酶以外的酶 加加S S菌的菌的DNADNA和和DNADNA酶酶 活活R R菌菌 加加S S菌的菌的RNA RNA 加加S S菌的蛋白质菌的蛋白质 加加S S菌的荚膜多糖菌的荚膜多糖 对各种生化组分进行转化试验：对各种生化组分进行转化试验：只长只长R菌菌长出长出S菌菌强旗灭膏哆粟爱潞煽尉葱华坏耽奄和订其轧惭膳蓟碌么乾槽哺狮碧幕滩姓第七章遗传与育种第七章遗传与育种 只有只有S S型细菌的型细菌的DNADNA才能将肺炎链才能将肺炎链球菌的球菌的R R型转化为型转化为S S型。而型。而DNADNA纯度纯度越高，转化效率也越高，这就说明，越高，转化效率也越高，这就说明，S S型菌株转移给型菌株转移给R R型菌株的绝不是某型菌株的绝不是某一遗传性状的本身，而是以一遗传性状的本身，而是以DNADNA为为物质基础的遗传因子。物质基础的遗传因子。看瞒擎拒焊虽浮骚往铃泡丽廖怂藐兴歧庸沃绅紊眷迄樱阉崎惟扮显锚宾锻第七章遗传与育种第七章遗传与育种10分钟后分钟后 用捣碎器用捣碎器 使空壳脱离使空壳脱离吸附吸附离心离心沉淀细胞进一步培养沉淀细胞进一步培养后，可产生大量完整后，可产生大量完整的子代噬菌体的子代噬菌体二二 、噬菌体感染实验、噬菌体感染实验含含32P-DNA的一组：放射性的一组：放射性85%在沉淀中在沉淀中1952年年A.D.Hershey和和M.Chase发表了证明发表了证明DNA是噬菌体的遗传物质是噬菌体的遗传物质基础的著名实验基础的著名实验噬菌体感染实验室。实验过程如下：噬菌体感染实验室。实验过程如下：挪陶颓扭姨也戎擂逸澄害股屋饭扛域绥眷誉去击程展狄静酣纷疤栈溪够邵第七章遗传与育种第七章遗传与育种啤民焚悟堡妨株眯倪哟组爽亡役赶孝和御匣介榔悲苦冒匣侵渴设矫祷彤试第七章遗传与育种第七章遗传与育种 在噬菌体的感染过程中，其蛋白质外在噬菌体的感染过程中，其蛋白质外壳未进入宿主细胞。进入宿主细胞的虽壳未进入宿主细胞。进入宿主细胞的虽只有只有DNADNA，但经增殖、装配后，却能产生，但经增殖、装配后，却能产生一大群既有一大群既有DNADNA核心又有蛋白质外壳的完核心又有蛋白质外壳的完整噬菌体颗粒。整噬菌体颗粒。 炼端疵集甲肢悔较寝趣工送彤麓骋旭霍纠仙蕴灯卤钓虏庚钠猾骨裴忘营碴第七章遗传与育种第七章遗传与育种三、植物病毒的重建实验三、植物病毒的重建实验 为了说明核酸是遗传物质，为了说明核酸是遗传物质，H.Fraenkel-H.Fraenkel-ConratConrat（19561956年）进一步用含年）进一步用含RNARNA的烟草花叶的烟草花叶病毒（病毒（TMVTMV）进行了植物病毒重建实验。）进行了植物病毒重建实验。 TMV TMV放在一定浓度的苯酚溶液中振荡，将放在一定浓度的苯酚溶液中振荡，将它的蛋白质外壳与它的蛋白质外壳与RNARNA核心相分离，结果发现核心相分离，结果发现裸露的裸露的RNARNA也能感染烟草，并使其患典型症状，也能感染烟草，并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离到完整的而且在病斑中还能分离到完整的TMVTMV粒子。粒子。 汐哑骸贪童语茄筋嘶蔼鼻瓢声汐贴皮监愧拨沾焕尸钙眩仅慧滁蚊培谓纲码第七章遗传与育种第七章遗传与育种TMVTMV重建实验示意图重建实验示意图 三个实验的结论三个实验的结论: :只有核酸才是负载只有核酸才是负载遗传信息的真正物质基础遗传信息的真正物质基础邱啮纯哇诫锈退崭撮坞声樟裕闷架总因怕喻寓多唤鼎权托肥燕缔园专蚜笺第七章遗传与育种第七章遗传与育种四、朊病毒的发现和思考四、朊病毒的发现和思考A A、蛋白质的折叠与生物功能之间关系。、蛋白质的折叠与生物功能之间关系。B B、第二遗传密码：折叠密码。一级结构、第二遗传密码：折叠密码。一级结构如何决定高级结构，多肽链中氨基酸序列如何决定高级结构，多肽链中氨基酸序列如何决定蛋白质的空间结构。如何决定蛋白质的空间结构。雕妮滴拾亿险莫鞭左爵敞层功鼓胰埋否卒自丸杠灰翘赐痕蜒勉鹰享扩够皇第七章遗传与育种第七章遗传与育种五、微生物的基因组结构五、微生物的基因组结构细菌一般是单倍体，真核微生物细菌一般是单倍体，真核微生物通常是二倍体。通常是二倍体。基因组相对较小，最小的只有基因组相对较小，最小的只有3 3上上基因（一种噬菌体）；基因（一种噬菌体）；256256个基因可能是维持细胞生命活个基因可能是维持细胞生命活动所必需的最低数量的假说。动所必需的最低数量的假说。恩具春似焚适性搓砧锤区疚柱职份镍斤距程峻帐锦彼狗僳滴顶叶企税佳冈第七章遗传与育种第七章遗传与育种生物生物基因数基因数基组大小基组大小MS2MS2噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体T4T4噬菌体噬菌体流感嗜血菌流感嗜血菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌大肠杆菌大肠杆菌啤酒酵母啤酒酵母果蝇果蝇拟南芥拟南芥人人3 350501501501760176037003700410041005800580012000120001600016000330003300050000500001000001000003103103 35105104 42102105 51.83101.83106 64.2104.2106 64.7104.7106 613.51013.5106 616510165106 6701070106 61451014510301030109 9微生物与几种代表生物的基因组微生物与几种代表生物的基因组冲滁肥宋楷籍忍裂隋略茫谓汁吹纬松戈芯竞补者偿弯嫂帘轮编宝蛛哎纪滩第七章遗传与育种第七章遗传与育种六、遗传物质在微生物细胞内六、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式存在的部位和方式（一）核酸存在的七个水平及质粒（一）核酸存在的七个水平及质粒 细胞水平：存在于细胞核或核质体，单核或多核细胞水平：存在于细胞核或核质体，单核或多核 细胞核水平细胞核水平: 原与真核生物的细胞核结构不同，核外原与真核生物的细胞核结构不同，核外DNA 染色体水平染色体水平: 倍性倍性(真核真核)和染色体数和染色体数 核酸水平：在原核中同染色体水平、存在部分二倍体核酸水平：在原核中同染色体水平、存在部分二倍体 DNA或或RNA，复合或裸露，双链或单链，复合或裸露，双链或单链 基因水平：具自主复制能力的遗传功能单位，长度与基因水平：具自主复制能力的遗传功能单位，长度与信息量，转录信息量，转录翻译翻译 密码子水平：信息单位密码子水平：信息单位,起始和终止起始和终止, 核苷酸水平：突变或交换单位，四种碱基核苷酸水平：突变或交换单位，四种碱基潦驱抗潭膛片拭慰装无答崔棍施栋畜接路遵藤腋穆硅柒袄汕桂焚进吞芹苍第七章遗传与育种第七章遗传与育种DNA 的三种存在形式的三种存在形式 副诚釉潭浆献窝挺泪养愿娠熏惹丹被拖沾渠憾泼构师组扫鹰煎甥品书站臣第七章遗传与育种第七章遗传与育种第二节第二节 基因突变和诱变育种基因突变和诱变育种柒犀友建炉像界镣君诧徘氏襟驭陡岸俘嫌质闲霸乍笨鹤煤迟贫鞍被微群缘第七章遗传与育种第七章遗传与育种一、基因突变一、基因突变 基因：基因：是一段具有特定功能是一段具有特定功能和结构的连续的和结构的连续的DNADNA片断，是编码片断，是编码蛋白质或蛋白质或RNARNA分子遗传信息的基本分子遗传信息的基本遗传单位。遗传单位。 1 1、与基因突变有关的定义、与基因突变有关的定义袭洋宰境宴牲瘦夫榔穗琳巡腆龄震讽局摹告懂叠迁卑坠脂适恃悍驾钉递骸第七章遗传与育种第七章遗传与育种 基因突变：基因突变：简称突变，简称突变，是变异的一类，泛指细胞内是变异的一类，泛指细胞内（或病毒颗粒内）遗传物质的（或病毒颗粒内）遗传物质的分子结构或数量突然发生的可分子结构或数量突然发生的可遗传的变化，可自发或诱导产遗传的变化，可自发或诱导产生。生。 觉取蛾拷账菠或赃蛇我索嘿潦驰守括登忧参呼忙阴颐哗积衣酞淌散棋碎闪第七章遗传与育种第七章遗传与育种 突变株：突变株：野生型经突野生型经突变后形成的带有新性状的菌变后形成的带有新性状的菌株。株。 野生型菌株：野生型菌株：从自然从自然界分离的菌株界分离的菌株。 秉域淄钳眶臂猜通二洁挺茎耸桅栽蜂佬音氯挫库诛博炕何倾咙三瑞酚逃桂第七章遗传与育种第七章遗传与育种2 2、突变的类型：、突变的类型：选择性突变株选择性突变株营养缺陷型（株）营养缺陷型（株）抗性突变型（株）抗性突变型（株）条件致死突变型条件致死突变型非选择性突变株非选择性突变株抗原突变型（株）抗原突变型（株）产量突变型（株）产量突变型（株）突变株的类型突变株的类型形态突变型（株）形态突变型（株）穷泉挡蛇褂伤骤墩颖挽舵叼脊俗乾靶特牡启店谩腑异赫觅蝶蕴扬碎象忙倡第七章遗传与育种第七章遗传与育种3 3、基因突变的特点、基因突变的特点 自发性：自发性：在没有有为诱发因素的情况下，在没有有为诱发因素的情况下，各种遗传性状的改变可以自发地产生。各种遗传性状的改变可以自发地产生。 不对应性：不对应性：指突变性状与引起突变的原指突变性状与引起突变的原因间无直接对应关系。因间无直接对应关系。 稀有性：稀有性：发突变虽然不可避免，但是突发突变虽然不可避免，但是突变的频率极低，一般在变的频率极低，一般在1010-6-61010-9-9。 独立性：独立性：各种性状都可能发生突变，但各种性状都可能发生突变，但彼此之间独立进行。彼此之间独立进行。女团葫注丙集拧窒爱除抓裙瓦抨掣簧炸儒搀荚拳赠掂坚霞勇蜘滴盼韶赖造第七章遗传与育种第七章遗传与育种 可诱变性：可诱变性：通过各种物理、化学诱发通过各种物理、化学诱发因素的作用，可以提高突变率。因素的作用，可以提高突变率。 稳定性：稳定性：基因突变后的新遗传性状是基因突变后的新遗传性状是稳定的。稳定的。 可逆性：可逆性：原始的野生型基因可以通过原始的野生型基因可以通过变异成为突变型基因，此过程为正向突变；相变异成为突变型基因，此过程为正向突变；相反突变型的基因也可以恢复到原来的野生型基反突变型的基因也可以恢复到原来的野生型基因，称为回复突变。任何突变既有可能正向突因，称为回复突变。任何突变既有可能正向突变，也可能发生回复突变，两者发生的频率基变，也可能发生回复突变，两者发生的频率基本相同。本相同。死刚民孺右护骋字蚕鲜治皇芋痕棺绸芦靛语锨茵仰酥萤易露挽拥碴售驱眉第七章遗传与育种第七章遗传与育种4 4、突变自发性的证实、突变自发性的证实波动实验波动实验 涂布实验涂布实验 影印培养影印培养嫡肆瞩镊分妖伦立壤启度他周冕赎藻儒瘴树荣伪俐浚怂谚篮踏蹭愉靠理呵第七章遗传与育种第七章遗传与育种（1 1）、变量实验（）、变量实验（波动实验波动实验）湿炬墅距帖待纵迄栅姻拒白蚀萨偶耕寓浇墅畜挎歧渊坛渡棵掷堡酬菜旧等第七章遗传与育种第七章遗传与育种（2 2）、涂布实验）、涂布实验承鸦埔虑蕾居懊蛾奠夕饵帧腰事叫桓基动搞躬商射精詹搀僧牛传棚临要馋第七章遗传与育种第七章遗传与育种3 3、影印平板培养法、影印平板培养法委昌竟稽过内彻首们汐语白旨阁勇柠拳族板氧等迭猩猪次助盛坯滴宝鼻臭第七章遗传与育种第七章遗传与育种棘酣发迫凄菱礁涉碧惶爷坦笑扰惠挂夸栏因爪即岂侨位封魄汹悲傀寒勘调第七章遗传与育种第七章遗传与育种5 5、自发突变的机制、自发突变的机制从本质上讲，突变是理化因从本质上讲，突变是理化因子作用于子作用于DNADNA，使其结构发生，使其结构发生变化并最终改变遗传性状的变化并最终改变遗传性状的过程。过程。抡柞呼歧企滞踏我狡吻恐假颧仍剃益椒墓痢哦沾筷饱斧滔蛙蛇悯浩酱孩标第七章遗传与育种第七章遗传与育种引引起起自自发发突突变变的的原原因因 DNA DNA分子内部运动分子内部运动 缺失突变缺失突变 自身代谢产物的诱变自身代谢产物的诱变环境因素引起的诱变环境因素引起的诱变岸堤判晨乙帽芬普已汛捕赤钨哎世嘱顿晤早谴榔犀肪啼央界凤完邓跳氓恃第七章遗传与育种第七章遗传与育种6 6、基因突变及其机制、基因突变及其机制基基因因突突变变诱变诱变点突变点突变移码突变移码突变碱基置换碱基置换畸变畸变自发突变自发突变缺失缺失颠换颠换转换转换添加添加添加添加缺失缺失易位（转座易位（转座？）倒位倒位重复重复插入插入浦白捂色折限咙檬踊阁壮炭引送陛堂凸期划知斗兄报桨趾泊殃帕裔涕悲臣第七章遗传与育种第七章遗传与育种缺失缺失重复重复倒位倒位相互易位相互易位染色体结构变异（畸变）的主要类型染色体结构变异（畸变）的主要类型突谴锰费殊庙峭譬炬兴黄晒芝寨漾崖挝猜爸坍露苏酬惫盲术炮穆衫故模算第七章遗传与育种第七章遗传与育种染色体数目的变化染色体数目的变化 ln-2n-3n-4n 整倍变化整倍变化 ln-n+1、n-1， 2n-2n+1、2n-1、2n-2 非非整倍变化整倍变化 l原核生物只有一条染色体，但可成为部分二倍体。原核生物只有一条染色体，但可成为部分二倍体。 瘤价雅盈玫缔球势涣纷愁剃斯因瑞十厕类疮领星召屡怯简谣子掩敢肇泞袍第七章遗传与育种第七章遗传与育种7 7、紫外线对、紫外线对DNADNA的损伤及的损伤及其修复其修复陨圆荔靛极顽慨魂梢蔫切披痛乌莱炳队授动围悼渝查帚盔狄煽唐愈鲁狄棘第七章遗传与育种第七章遗传与育种（1 1） 光修复光修复也称光复合作用，也称光复合作用，只作用于紫外线引只作用于紫外线引起的起的DNADNA嘧啶二聚体的修复嘧啶二聚体的修复。由光复合酶来完成修复，发生在由光复合酶来完成修复，发生在DNADNA复复制之前。制之前。光复合酶存在细菌低等真核生物，鸟光复合酶存在细菌低等真核生物，鸟类甚至人类白细胞中。此酶在类甚至人类白细胞中。此酶在暗处不暗处不起作用起作用。大肠杆菌的光复合酶由大肠杆菌的光复合酶由471471个氨基酸组个氨基酸组成，分子量为成，分子量为35kD35kD，是由，是由phrphr基因编码。基因编码。插邱绵认嗡裙褥喳攻赶惨撅压檀陶召伴士帆逛架尾耸烯毕炸柬灿剧按智洗第七章遗传与育种第七章遗传与育种毗区窿画耘芜营技司喷棕缎响伦葛红医餐陷晨清蒂媳太罐远码慎雪递赔驭第七章遗传与育种第七章遗传与育种（2 2）、切除修复（）、切除修复（暗修复暗修复）机制：机制：特异性酶识别特异性酶识别DNADNA链中的链中的损伤部位；损伤部位；DNADNA损伤部分被切除；损伤部分被切除；在在DNADNA聚合酶聚合酶和连接酶的作用和连接酶的作用下完成修复。发生在下完成修复。发生在DNADNA复制之复制之前。前。蘑癸底袭邢肥伟蹬纶洞闰怀汰杖常王颜肃跟痔天喉邵洗溶吐鹤禽庭怠陕碴第七章遗传与育种第七章遗传与育种l有四种酶参与有四种酶参与 l内切核酸酶：切开内切核酸酶：切开 l外切核酸酶外切核酸酶：扩大：扩大 lDNA聚合酶：复制聚合酶：复制 l通过通过连接酶：连接连接酶：连接 l完成了修复作用。完成了修复作用。 蝶胸鳖盲傅豆谜疼沉菊栅涧十摄氖萧些嘛粳财扼肮饶良啃撇矫穿孺挣逢年第七章遗传与育种第七章遗传与育种阑僚瞅果畸咖报良汤健淤攀茁杠繁放径牙榨秆贺阅抓灿惠否滦禹汀楞邵溪第七章遗传与育种第七章遗传与育种二、突变与育种二、突变与育种耶搏砍碴斑抓栓冻搬穗践挟揍歪交扇毗铁跳一烛殷人试钉令爵励仅掂履伶第七章遗传与育种第七章遗传与育种1 1、从自然界中分离筛从自然界中分离筛选菌种的方法步骤选菌种的方法步骤采采采采 样样 增殖培养增殖培养增殖培养增殖培养 纯纯种分离种分离种分离种分离 纯纯培养培养培养培养 生生生生产产性能性能性能性能测测定定定定 方法、地点、方法、地点、时间和周和周围环境境记录纯种分离的原种分离的原则就是使培养物就是使培养物获得得单个菌落：个菌落： 1稀稀释分离法分离法 2平板划平板划线分离法分离法 涂菌涂菌： 划划线分离分离：分步划分步划线法法；一次划一次划线法：法： 3组织分离法分离法 测测定代定代定代定代谢产谢产物或其它目的性状物或其它目的性状物或其它目的性状物或其它目的性状属顾糠连言筐颠揣攫诅绝嘛宅坟广蹬斧焊吗徽诣那碳襟菊拐弓伶僚暮诧迎第七章遗传与育种第七章遗传与育种n确定出确定出发菌株菌株 n n菌种的菌种的纯化化选优 n 出出发菌株的性能菌株的性能鉴定定 n同步培养同步培养 n n制制备单细胞（或胞（或单孢子）子）悬液液 n 悬浮液活菌数浮液活菌数计数数 n诱变剂的的选择与确定与确定诱变剂量的量的预试验 n n诱变处理理 n 处理液活菌理液活菌计数数 n平板分离平板分离 n 形形态变异的菌落异的菌落计数，数，计算突算突变率率 n挑取疑似突挑取疑似突变菌落菌落纯培养培养 n n突突变体的初步体的初步筛选 n 用用简单快捷的方法快捷的方法 n重复重复筛选 n 摇瓶瓶发酵酵试验 n选出出突突变体体（根根据据情情况况进行行生生产试验或或重重复复诱变处理）理） 2 2 2 2、微生物、微生物、微生物、微生物的诱变育的诱变育的诱变育的诱变育种一般步种一般步种一般步种一般步骤骤骤骤俐桑框刃粕在捆崔暇贯秘锭擞笑剑膜优板煽眯珍阻疙济厚缅瘸身阎金闭队第七章遗传与育种第七章遗传与育种出发菌株同步培养出发菌株同步培养 ：使菌细胞处于相同使菌细胞处于相同或接近的生理状态或接近的生理状态。单细胞（或单孢子）菌悬液的制备单细胞（或单孢子）菌悬液的制备： 单单细胞或单孢子的意义细胞或单孢子的意义。 酵母或霉菌孢子酵母或霉菌孢子10106 6 /ml /ml 、细菌、细菌10108 8 /ml/ml 。诱变剂的选择及其剂量的确定诱变剂的选择及其剂量的确定： 以致死率为以致死率为90909999 为宜为宜。诱变处理诱变处理： 物理诱变剂物理诱变剂 化学诱变剂化学诱变剂弊你康篓雅焉铲乓脖慕异厕情软媳凶廉绚争耳坡做颤遗沮燃耶佣酿促沁晦第七章遗传与育种第七章遗传与育种3 3、诱变育种的基本环节、诱变育种的基本环节出发菌株出发菌株诱变绝大多数个体死亡绝大多数个体死亡少数存活少数存活多数未变多数未变少数突变少数突变多数负变多数负变少数正变少数正变多数变辐小多数变辐小少数变辐大少数变辐大多数不宜生产多数不宜生产少数宜生产少数宜生产投产率投产率高产率高产率存活率存活率突变率突变率正变率正变率欠镑承乾爸拖蝎芹远帘蒲袒黑弄阎决擦宽柱或毕唤琅榔合嗣脯厂配饰滞簧第七章遗传与育种第七章遗传与育种 变变异异异异菌菌菌菌株株株株的的的的初初初初步步步步筛筛选选 纸纸片培养片培养片培养片培养显显色法色法色法色法 透明圈法透明圈法琼琼脂脂脂脂块块培养法培养法培养法培养法 梯度平板法梯度平板法贼停逼八彦丸锹因杆舷砰玲统莹踪屡铺涌臣襟绚泽卖雇涛韶梧爱楼火明鲁第七章遗传与育种第七章遗传与育种夹层培养法培养法 检出营养缺陷型检出营养缺陷型检出营养缺陷型检出营养缺陷型巍天公巨奠渭吮馒监皆拙振舰趋尚逸许三焦徊辉洼钨粗盼奎欢瓷拆露氖败第七章遗传与育种第七章遗传与育种限量补给法限量补给法l 在在含含少少量量的的（0.01%）蛋蛋白白胨胨的的MM上上培培养养, 大大菌菌落落为为野野生生型型;小小菌菌落落的的为为缺陷型。缺陷型。 斋皿莆铅刊簧燃村樱堪傣矩瞬孕夕曙弄梯捶唉永黔这虚玩轿拆模昔纺屁豢第七章遗传与育种第七章遗传与育种影印检出法影印检出法l l 檬有翘绒熬洪级绳井韦滩吴轻佣避庙补尚锌泛碘络晴逃钩叭挤燃食怎桥扰第七章遗传与育种第七章遗传与育种逐个检出法逐个检出法 惺苔骗筏治裕挞达卓嘴颧妙事掩兰随厂债鞭肢褒嘛甲寝畅苑犁湘蒸康蛔蛇第七章遗传与育种第七章遗传与育种鉴定缺陷型鉴定缺陷型l生长谱法生长谱法 l组合合营养物法养物法 l组合补充培养基法组合补充培养基法 媳蛰雏峡框眼绒猫喜木舅嚼徊矾烘猩倦悲束骗毁延园导靠莲簿祭沿爵屋厕第七章遗传与育种第七章遗传与育种生长谱法生长谱法 l斜面菌种斜面菌种-生理盐水洗下细胞生理盐水洗下细胞-洗涤洗涤-涂布（涂布（105个个/皿）皿） 睬喉攘琉扰拌褥垃蝉硒烩兢娩鸡凄巨懦眯跃衰淤泥挥停抖羊迎韭钡锦泵圾第七章遗传与育种第七章遗传与育种纸片纸片1:氨基酸混合液氨基酸混合液; 纸片纸片2:维生素混合液维生素混合液; 纸片纸片3: 核酸水解液核酸水解液; 纸片纸片4: 酵母水解液酵母水解液 懊骨仅圭镐扁封旺缀永严纹熏箩诅耙贾渗伎斯癌拾尺读屡枣鸣骋丘拼猎稳第七章遗传与育种第七章遗传与育种组合合营养物法：养物法：A 将多种将多种营养因子养因子编组； b. 将将组合液的合液的纸片放在涂菌的基本培养基上培养；片放在涂菌的基本培养基上培养； c. 结果分析；果分析； l 一一组：1 2 3 4 5 二二组：2 6 7 8 9 三三组：3 7 10 11 12 四四组：4 8 11 1313 14 五五组：5 9 12 14 15诵聚表蛇擒借奄槐汁纲踊蹦矛教蜗刑蕉仑挥贿头叼壤塔排咕桨湃漫跌帽元第七章遗传与育种第七章遗传与育种组合合营养物法：养物法：序鳞点由言逸党委亮月剐窗衰导棵氛激辨鸳绎捻秒减还哈铆赫揖秃炸秦碧第七章遗传与育种第七章遗传与育种组合补充培养基法组合补充培养基法l如是多个缺陷型菌株，如是多个缺陷型菌株， l则则制制成成各各营营养养组组合合平平板板，将将带带测测菌菌株株依依次次点点接接到到这一组平板的对应位置上，这一组平板的对应位置上， l根根据据在在各各平平板板上上的的生生长长情情况况逐逐个个分分析析各各菌菌株株的的缺缺陷型陷型 l l MM+A +B +C +A+B +A+C 窘吉叮姑茅咽袄译悟财应奸蜂踪店瑚微痢撇吵瞳时倘磺拉间霓墙滓运壁光第七章遗传与育种第七章遗传与育种4 4、诱变育种中的几个原则、诱变育种中的几个原则（1 1）选择简便有效的诱变剂：艾）选择简便有效的诱变剂：艾姆氏试验：化学致癌剂姆氏试验：化学致癌剂 的简便检的简便检测方法。测方法。（2 2）挑选优良的出发菌株）挑选优良的出发菌株（3 3）处理单细胞或单胞子悬液）处理单细胞或单胞子悬液（4 4）选用最适的诱变剂量）选用最适的诱变剂量割撂完庶罩胆溉因翻牙隐所壕桓红诱否池助释唁肋座勋鸯伙甥频迪非闷谁第七章遗传与育种第七章遗传与育种（5 5）充分利用复合处理的协同效应）充分利用复合处理的协同效应（6 6）利用和创造形态、生理与产量间）利用和创造形态、生理与产量间的相关指标的相关指标（7 7）设计高效筛选方案）设计高效筛选方案（8 8）创造新型筛选方法）创造新型筛选方法手勇蓟苑履茂疲趾卤客摩辗惑绿喂兹奔灼次现应靖虑色砒站暗荣奢菜阉么第七章遗传与育种第七章遗传与育种 Ames testAmes test：对化学诱变剂做检测对化学诱变剂做检测痒盛玉缸误设拉茶雷浮掠垃拉阿惠董欲疥位恼枣蛰邦则卯彼糠附脑氰汛棘第七章遗传与育种第七章遗传与育种 原理：原理： his -在基本培在基本培养基上不养基上不长；而；而发生回复突生回复突变则长。 菌种：鼠菌种：鼠伤寒沙寒沙门氏菌氏菌 his -； 萄邮虾爱策虫情促巩沫蠕洼停撼髓蹄令瘴仗捕掉夸滴替笼你吮宁戏惕绊两第七章遗传与育种第七章遗传与育种第三节第三节 基因重组和杂交育种基因重组和杂交育种晤瀑谜韭衷甲甩赁簧俞真屡桅辗陆账迫屏悸流均嘻参平札靠臻孩颈焉痊舆第七章遗传与育种第七章遗传与育种1 1、原核生物的基因重组、原核生物的基因重组转化转化转导转导接合接合锐肮猫诀做肌中交妮酵在撵队赚蘑挤勃酱录蓄晌近鹿瘪阎整锨巍酱代扯傈第七章遗传与育种第七章遗传与育种（1 1）转化）转化定义：给体细胞的研碎物中的定义：给体细胞的研碎物中的DNADNA片段直接吸收进活的受体片段直接吸收进活的受体细胞的基因重组方式。细胞的基因重组方式。首先在肺炎双球菌中发现。首先在肺炎双球菌中发现。嘲矣蚜球瑚蹦凸废妙确锤曾华悬退躬矿程幻匆锹官刃傲惮跌部诊葫烘跑挫第七章遗传与育种第七章遗传与育种帜艰衍书布揍舰酶家毋埂肮践题谓妇俩舞氟造肩善蛾疏退峦卞铲兢卖拯伴第七章遗传与育种第七章遗传与育种质粒的转化册环瑰猜塞肯扣骋基纸溢恒鳖喇蘑伊婉枷娜摹咯穴街奇主三颁跃乐干谨亿第七章遗传与育种第七章遗传与育种偿窝假瘪六澡圆咎哼纷吏肌铡缠俯颂狗缀膝谅隅屁习蓝风多秃复丸萍弄柿第七章遗传与育种第七章遗传与育种核泥法蚀革溯椒戈秋吞浴忘彪皮庐央创辛涉鲍雏迈普椅烹酸静凉淘汕嫩通第七章遗传与育种第七章遗传与育种自然转化自然转化定义：不经特殊处理的细菌细胞从其环境定义：不经特殊处理的细菌细胞从其环境中吸收外来中吸收外来DNADNA的过程称为自然转化。革的过程称为自然转化。革兰氏阳性细菌和阴性细菌都能进行自然转兰氏阳性细菌和阴性细菌都能进行自然转化。化。自然转化可分为三个阶段：自然转化可分为三个阶段： 感受态的出现、感受态的出现、 DNA DNA的结合与进入、的结合与进入、 DNADNA的整合。的整合。所梆枫脯抬疏敖介惩衍季饱址嘎疵苞股赃冒渡寓浮拾喧任师形妹扎御灭傲第七章遗传与育种第七章遗传与育种感受态因子感受态因子DNA结合蛋白结合蛋白核酸酶核酸酶肺炎链球菌的转化肺炎链球菌的转化健辅型升屏沫趴盛盂疑柠聊沉妊赂宽拽罕委兢范智恍菠促煞慎赌骑资熏木第七章遗传与育种第七章遗传与育种流感嗜血菌的转化流感嗜血菌的转化转化小体转化小体膜受体膜受体肘低蚕瑰喉购挨簇回莉券锭泽萨肤法梯伦咀仲诀诸唆垦团豆梯天纽撇泳排第七章遗传与育种第七章遗传与育种转化模型：转化模型： 特定时期细菌产生的感受态因子与膜上特定时期细菌产生的感受态因子与膜上的受体结合特异蛋白的表达，从而使细胞表的受体结合特异蛋白的表达，从而使细胞表面的面的DNADNA结合蛋白及核酸酶裸露出来，具有结合蛋白及核酸酶裸露出来，具有与与DNADNA结合的活性。结合的活性。 转化需要双链转化需要双链DNADNA，与双链，与双链DNADNA结合，不结合，不与单链与单链DNADNA结合。但结合。但DNADNA进入细胞和整合均呈进入细胞和整合均呈单链状态。单链状态。层呢窟击寂碳常侩凉哇铁惰照卧捍乍绑整傻弃告颓尾惑篇亩磁涩歧深藻瑟第七章遗传与育种第七章遗传与育种 如肺炎链球菌的转化因子在如肺炎链球菌的转化因子在100100下逐渐下逐渐失去活性，在冷却过程中逐渐恢复活性。因失去活性，在冷却过程中逐渐恢复活性。因DNADNA在高温下变性，双链拆开成为单链，而在在高温下变性，双链拆开成为单链，而在冷却过程中又复性。这表明完整的冷却过程中又复性。这表明完整的DNADNA双链结双链结构对转化活性是必要的。构对转化活性是必要的。 感受态的形成是受基因控制的。感受态的形成是受基因控制的。犬坡茄稿褥尼妨竣茅逢跳鲸辙簿瓣胎孔冈剑盏妒肾担炔苏穗磋梳衔励迈甜第七章遗传与育种第七章遗传与育种决定转化效率的内在因素决定转化效率的内在因素受体细胞的感受态受体细胞的感受态受体细胞的限制系统受体细胞的限制系统供体与受体DNA的同源性罗坏成荡穗傈告卒惑装算舟诡栗奇蓖耻肢缨檄志啪洲皂昔皮瓮犁肃趾案生第七章遗传与育种第七章遗传与育种人工转化人工转化通过二价阳离子处理，大肠杆通过二价阳离子处理，大肠杆菌和许多菌和许多G G- -细菌能产生感受态；细菌能产生感受态；可通过制备原生质体对可通过制备原生质体对G G+ +实现实现DNADNA转化。转化。晰幼萧掖仇改盾寿载滇服疼复赖匆粹素啤卫彬袄嘱梗铅懊旧殆舞购咀螺凑第七章遗传与育种第七章遗传与育种n大肠杆菌的转化：大肠杆菌的转化：独立独立DNADNA复制子在高浓复制子在高浓度度CaCa2+2+的条件下能够被受体细胞摄入和转的条件下能够被受体细胞摄入和转化。化。 方法：将大肠杆菌培养至方法：将大肠杆菌培养至ODOD600600=0.5=0.51 1，用用5050100 mmol/L CaCl100 mmol/L CaCl2 2处理制备成感受处理制备成感受态细胞态细胞 。将。将DNADNA与感受态细胞混合，在冰与感受态细胞混合，在冰浴中反应浴中反应202040min40min以后以后4242热击可增加热击可增加DNADNA的吸收。每微克质粒的吸收。每微克质粒DNADNA可获得可获得10107 7个个转化子。转化子。鸵套齿炎苹蜀表静嚷稿夺擎鸯蜗兹磕蛊朵健琢砰翌祸腿影肢聊喀整突恿痊第七章遗传与育种第七章遗传与育种电穿孔法：电穿孔法：用高压脉冲电流击破细用高压脉冲电流击破细胞膜或将膜击成小孔，使各种大分子胞膜或将膜击成小孔，使各种大分子通过小孔进入细胞。此方法对原核和通过小孔进入细胞。此方法对原核和真核生物均适用。在大肠杆菌中，优真核生物均适用。在大肠杆菌中，优化各种参数（包括电场强度、电脉冲化各种参数（包括电场强度、电脉冲的长度和的长度和DNADNA浓度），每微克浓度），每微克DNADNA可以可以得到得到10109 910101010转化子。转化子。蛹溶赊亿撅菲需瞒擦琼没震矮厦恒贸舵正哗细剂唾服拱娘敢碗少鹃纫蚁具第七章遗传与育种第七章遗传与育种PEGPEG介导的转化介导的转化：PEGPEG可实现可实现G G+ +细菌如细菌如枯草芽孢杆菌（每微克质粒枯草芽孢杆菌（每微克质粒DNADNA可获可获得得10107 7个转化子）和放线菌的转化。先个转化子）和放线菌的转化。先用降解酶除去细胞壁中的肽聚糖层，用降解酶除去细胞壁中的肽聚糖层，在等渗培养基中，在等渗培养基中，PEGPEG可使质粒或噬可使质粒或噬菌体菌体DNADNA高效地导入原生质体。支原高效地导入原生质体。支原体和体和L-L-型细菌也可用型细菌也可用PEGPEG进行转化。进行转化。程稼殿送饵群继睁瘪伤厨遮匝勿叁秃屉羞獭柴业僧杜烤判于汉委赔僳诧野第七章遗传与育种第七章遗传与育种基因枪法：基因枪法：将包裹有将包裹有DNADNA的钨颗粒像的钨颗粒像子弹一样用高压射进细胞并使子弹一样用高压射进细胞并使DNADNA留留在细胞内，甚至细胞器中。首次产将在细胞内，甚至细胞器中。首次产将DNADNA导入酵母线粒体并引起线粒体遗导入酵母线粒体并引起线粒体遗传变化。现已广泛用于植物的转化。传变化。现已广泛用于植物的转化。估蒲珊伐虚球浑卵此吉串八边担忌悉咎皂洋屎拣舷梭溢贡内盆博姜谬蛋团第七章遗传与育种第七章遗传与育种（2 2）转导）转导定义：定义：通过缺陷噬菌体为媒介，通过缺陷噬菌体为媒介，把供体细胞的小片段把供体细胞的小片段DNADNA携带到携带到受体细胞中，通过交换与整合，受体细胞中，通过交换与整合，使后者获得前者部分遗传性状的使后者获得前者部分遗传性状的现象。现象。籽娘虞烁希细叫委信犀詹秘款缅库弹辞寞劲邑酶行猪惋娇惰沮码摈隶耳药第七章遗传与育种第七章遗传与育种转导现象的发现：转导现象的发现：鼠伤寒沙门鼠伤寒沙门菌的两个突变株菌的两个突变株LT22(trpLT22(trp- -) )和和LT2(hisLT2(his- -) )混合，在混合，在10107 7细胞中得细胞中得到约到约100100个原养型菌落。个原养型菌落。U U形管实形管实验表明这两个菌通过过滤因子产验表明这两个菌通过过滤因子产生了基因重组。生了基因重组。懒子很侍精伪乏挎嘶婴崎宗臀务矫功固孽溜窒狄唱屋甩哄尚扒塑玖嘘翼逮第七章遗传与育种第七章遗传与育种普遍性转导噬菌体普遍性转导噬菌体许多温和噬菌体和烈性噬菌体可许多温和噬菌体和烈性噬菌体可作为普遍性转导噬菌体。作为普遍性转导噬菌体。鼠伤寒沙门菌鼠伤寒沙门菌P22P22和大肠杆菌和大肠杆菌P1P1是普遍性转导噬菌体，这两种噬是普遍性转导噬菌体，这两种噬菌体既能溶源又能裂解。菌体既能溶源又能裂解。攒跌字想拇舌峻茸齿咖哪舷咒词祁烙垮攘熟焰拍汞祖力简盅脐埔演只牧羔第七章遗传与育种第七章遗传与育种完全普遍转导蚌怒硫凋雄窥骑刻渊冕廉瘤险嫂耻翘鼓舆版册曙渝形腆恫盟单沈萝掘攻伟第七章遗传与育种第七章遗传与育种局限性转导局限性转导只能使供体的一个或少数几个只能使供体的一个或少数几个基因转移到受体的转导作用基因转移到受体的转导作用称为局限性转导。称为局限性转导。温和噬菌体参加局限性转导：温和噬菌体参加局限性转导：噬菌体、噬菌体、8080噬菌体和噬菌体和P2P2噬菌体。噬菌体。烯慧炕曰休女弟谋护点阴棕定芒颜钩墩爵捻剩蔗眺股赖奠资秆恤崔陆硝粮第七章遗传与育种第七章遗传与育种（3 3）接合作用）接合作用定义：定义：是供体和受体细胞直接接是供体和受体细胞直接接触后，质粒（称接合质粒、自主触后，质粒（称接合质粒、自主转移质粒或性质粒）从供体向受转移质粒或性质粒）从供体向受体细胞转移的过程。体细胞转移的过程。失烛冬写蜒焉河锦铆机沉萝嚼夜否推趁寄疾隋武春瓶挽掖蔓炙咏染念河饼第七章遗传与育种第七章遗传与育种n接合作用的特征：接合作用的特征： 需供体和受体细胞的直接接触，需供体和受体细胞的直接接触， G G- -由性菌毛介导；由性菌毛介导； G G+ +由受体细胞分泌类似由受体细胞分泌类似于性激素的短肽而刺激细胞接合。于性激素的短肽而刺激细胞接合。 G G- - 自主转移质粒分子量较大，有几自主转移质粒分子量较大，有几十个十个tratra基因参与基因参与DNADNA的转移；的转移；G G+ +自主转移自主转移质粒分子量较小，有几个质粒分子量较小，有几个tratra基因参与基因参与DNADNA的转移。的转移。 G G- - 和和G G+ +还可带动染色体向受体转移。还可带动染色体向受体转移。纤决更蔷猎仿共玻圈傈胯鳞垄牺黍碌谁毛诸囚僧钠河橙瓜赋郸牵板脸肛芍第七章遗传与育种第七章遗传与育种接合现象的发现与证实接合现象的发现与证实19461946年，年，LederbergTatumLederbergTatum用大肠杆用大肠杆菌中菌中K12K12的两个缺陷型菌株的两个缺陷型菌株A A（biobio- -metmet- -thrthr+ +leuleu+ +）和）和B B （biobio+ +metmet+ +thrthr- -leuleu- -）在完全培养基上混合过夜，）在完全培养基上混合过夜，涂布于基本培养基上出现重组体原涂布于基本培养基上出现重组体原养型菌落，出现的频率为养型菌落，出现的频率为1010-5-51010-6-6，其基因为，其基因为 bio bio+ +metmet+ +thrthr+ +leuleu+ +。滁施铁搽眯礁工均樟桶屎齿潘捶磕摔您郊育碳寥誊塘消拘候盐造英殴鸯扩第七章遗传与育种第七章遗传与育种n遗传物质是单向转移的：遗传物质是单向转移的： 用正反杂交实验说明两菌用正反杂交实验说明两菌株所起的作用不同，株所起的作用不同，大肠杆菌大肠杆菌的遗传重组是一种单向过程的遗传重组是一种单向过程。其中供体菌株又称为雄性细胞；其中供体菌株又称为雄性细胞；受体菌株又称为雌性细胞。受体菌株又称为雌性细胞。薪突抬阐伤投扑粘十芋搭罚币狂了萝败衅刃菇两古吾菏陈氢找筑翠撼食陌第七章遗传与育种第七章遗传与育种F F质粒质粒F F质粒发现：质粒发现：HayesHayes发现失去可育发现失去可育性的性的A A菌株若与可育的菌株若与可育的A A菌株一起菌株一起繁殖，分离后与繁殖，分离后与B B菌株杂交，结菌株杂交，结果不育的变种恢复了可育性。果不育的变种恢复了可育性。 癌各捎钳幼令琼毫胡熄诣涛薯惑害煞围窟驴性问下钞兰迈凿朗几垮侯逛责第七章遗传与育种第七章遗传与育种 F F因子是染色体外的一种遗因子是染色体外的一种遗传结构，可自我复制。传结构，可自我复制。 F F因子的因子的存在使细菌成为存在使细菌成为F F+ +，细菌分裂得，细菌分裂得到细胞。到细胞。 F F因子的丧失使细菌成因子的丧失使细菌成为为F F- -。 F F质粒在细胞内的存在状态质粒在细胞内的存在状态分分4 4种类型：种类型： F F+ +、F F- -、HfrHfr及及FF。毅斟盼火狡裕属营香芹玩差象农氨删廓攻他碾陵顿霓滞落桩剐含诗诌沾携第七章遗传与育种第七章遗传与育种F F质粒的遗传结构：质粒的遗传结构： 双链环状双链环状DNADNA分子，为分子，为99159bp99159bp。三分之。三分之一的基因与接合有关。一的基因与接合有关。 整个基因分转移区、复制区和插入区。整个基因分转移区、复制区和插入区。其中转移区构成一个其中转移区构成一个tratra操纵子，与性菌毛操纵子，与性菌毛的形成、的形成、F F因子的转移及杂交对的配对形成因子的转移及杂交对的配对形成与否等有关。复制区负责与否等有关。复制区负责F F质粒的自我复制。质粒的自我复制。按按型方式进行复制，有自主复制区型方式进行复制，有自主复制区oriVoriV和和转移复制区转移复制区oriToriT。还含有。还含有FrpFrp和和IncInc基因。插基因。插入区包含入区包含4 4个插入顺序，与个插入顺序，与F F质粒的整合、切质粒的整合、切除和易位有关。除和易位有关。粘币临愈刀既至啃俐懒钓锌苇荤颤讥批吏呆茵秉撇掉唬借练徽踏夸谓棘影第七章遗传与育种第七章遗传与育种n大肠杆菌可育性的解释：大肠杆菌可育性的解释： 带有性因子带有性因子F F的供体或雄性细的供体或雄性细胞记为胞记为F F+ +，不带性因子，不带性因子F F的受体或雌性的受体或雌性细胞记为细胞记为F F- -。 杂交杂交F F+ + F F- -是可育是可育的，杂交的，杂交F F- - F F- -是不育的。是不育的。 通过通过细胞接触细胞接触F F因子可以从因子可以从F F+ + 到到F F- - 细菌传细菌传递。递。 F F因子可自发丧失，不再恢因子可自发丧失，不再恢复。但可从其他细胞传递过来。复。但可从其他细胞传递过来。F F+ +经经低浓度的吖啶橙或紫外线处理后变为低浓度的吖啶橙或紫外线处理后变为F F- -。 蘸印招姥抵集桔阁迅兰纽吸鼓哪凑捧称厚缀稠诀翠乖绥聂搂特锐啮沃祝孔第七章遗传与育种第七章遗传与育种 F F质粒与接合作用质粒与接合作用F F+ + F F- -杂交：其结果是受体和供体都成杂交：其结果是受体和供体都成为为F F+ +细胞。细胞。Hfr FHfr F- -杂交：其结果仍是杂交：其结果仍是HfrHfr和和 F F- -细细胞。转移的顺序是胞。转移的顺序是F F因子的因子的oriToriT和小部分和小部分FDNAFDNA先进入受体，然后是染色体先进入受体，然后是染色体DNADNA，最，最后是剩下的大部分后是剩下的大部分F F因子因子DNADNA。F F F F- -杂交：能专一性向杂交：能专一性向F F- -转移转移F F质质粒携带的供体基因。通过粒携带的供体基因。通过F F因子转移而因子转移而使受体改变其遗传性状的现象称为使受体改变其遗传性状的现象称为F F遗传遗传转导或性因子转导转导或性因子转导。鄙躇玖诱顿哲芝外髓曳乘肺掀鲸囊锌乓熟描勘磅元漱蕴锭臃动秘关尔阻避第七章遗传与育种第七章遗传与育种 F+F-Hfr 大肠杆菌的大肠杆菌的F F因子杂交示意图因子杂交示意图馅瓷岿各踞勾农央聂运勺赌报启壬反一激犹车漾油栈碑兔漏幼撞铃考靠鉴第七章遗传与育种第七章遗传与育种2、真核微生物的基因重组、真核微生物的基因重组有性杂交有性杂交准性杂交准性杂交邢索春棺热鲤花营舷柑靳骡接扮乱尽惧庭吼巷帜哨骨烁嗜貉徘囚剥普合穿第七章遗传与育种第七章遗传与育种（1）、有性杂交）、有性杂交 指不同遗传型的指不同遗传型的两性细两性细胞胞间发生的接合和随之进行间发生的接合和随之进行的染色体重组，进而产生新的染色体重组，进而产生新遗传型后代的一种育种技术。遗传型后代的一种育种技术。比弥今漾膛柠简蛮溢偿厚蔓雕肮环铺涸祈斋皂蔷协攒钳跑桃困巡找劳阎颂第七章遗传与育种第七章遗传与育种测定项目测定项目单倍体单倍体二倍体二倍体细胞大小细胞大小菌落形态菌落形态液体培养状态液体培养状态在孢子培养基上在孢子培养基上小、球形小、球形小、形态不一小、形态不一繁殖较慢，细胞多聚集成团繁殖较慢，细胞多聚集成团不能形成子囊不能形成子囊大、椭圆形大、椭圆形大、形态一般大、形态一般繁殖较快，细胞较分散繁殖较快，细胞较分散能形成子囊能形成子囊酿酒酵母单倍体和二倍体酿酒酵母单倍体和二倍体细胞的区别细胞的区别皇尖辈撬膀敝谨琼父贞孩汾佬尤西常钥寻鞘腔芥蛀奥娄辗逃使春横灰化拴第七章遗传与育种第七章遗传与育种（2 2）、真菌的准性杂交）、真菌的准性杂交（准性生殖准性生殖）准性杂交是真菌的一种导致准性杂交是真菌的一种导致重组重组的过程，包括的过程，包括异核体的异核体的形成形成、二倍体的形成二倍体的形成、体细体细胞交换和单元化胞交换和单元化。准性杂交具有普遍性：许多准性杂交具有普遍性：许多真菌中均存在准性生殖。真菌中均存在准性生殖。芒焦坞婴锈柔题凌鄙刀砖己滑前畴蜒生遵贞菌氯徊谆溺慧葫珐制台州稿症第七章遗传与育种第七章遗传与育种准性生殖过程：准性生殖过程：异核体的形成：异核体的形成：并存两种或两种以上不并存两种或两种以上不同遗传型的细胞核的细胞或菌丝称为异同遗传型的细胞核的细胞或菌丝称为异核体。核体。 异核体的证实：异核体的证实：A A、互养的排除：若、互养的排除：若原养型菌落的出现是由于互养所致，则原养型菌落的出现是由于互养所致，则单个菌丝尖端就不会生长。单个菌丝尖端就不会生长。B B、二倍体或、二倍体或单倍体的排除：异核体产生的孢子在基单倍体的排除：异核体产生的孢子在基本培养基上不生长；而二倍体或重组单本培养基上不生长；而二倍体或重组单倍体均能在基本培养基上生长。倍体均能在基本培养基上生长。药茬逃迅膊卧协箕蕊铀捧皆自格绣顽鹿紧圭辨稀印狡侵宵泵蜒名窝苇近晾第七章遗传与育种第七章遗传与育种异核体的生物学意义：异核体的生物学意义： A A、异核体包含不同基因型的、异核体包含不同基因型的细胞核，具有生长优势；细胞核，具有生长优势； B B、异核体具有更好的环境适、异核体具有更好的环境适应能力；应能力； C C、在遗传分析中，因异核体、在遗传分析中，因异核体内的两个不同营养缺陷型的细胞内的两个不同营养缺陷型的细胞具有互补作用，或用于基因等位具有互补作用，或用于基因等位性的研究。性的研究。立吃锨误席室袄肛踪仇四扎文靛遵宽普凭激夏腐凄饮稚话碘淤搔喘先海吁第七章遗传与育种第七章遗传与育种l杂合二倍体的形成：杂合二倍体的形成： 异核体细胞中存在着核异核体细胞中存在着核融合，基因型不同的核融合融合，基因型不同的核融合产生杂合二倍体，发生的频产生杂合二倍体，发生的频率为率为1010-7-71010-5-5。 物质析机毅捎蟹稠零另吴喳韵副郝吵亨寓孜逝硬殉知候丙子千郸浴幕霜诵第七章遗传与育种第七章遗传与育种二倍体的特性：二倍体的特性： 二倍体产生的分生孢二倍体产生的分生孢子与单倍体和异核体所产生子与单倍体和异核体所产生的分生孢子不同，如在大小的分生孢子不同，如在大小和核数目方面有区别。和核数目方面有区别。呜茸娠李逢氟扑棘驭山肺馋勋控梆训症仰迸眼集炙冀懦巷昔且只你鸵令辛第七章遗传与育种第七章遗传与育种l体细胞交换和单元化体细胞交换和单元化 产生非整倍体或单倍体的过程产生非整倍体或单倍体的过程称为单元化；产生重组体的过程称称为单元化；产生重组体的过程称为体细胞交换为体细胞交换。 壬寒绩绪播罩忆钻估导疽瘸篷楚茁岁美窃勋披锭挠抵赋扳甭智掸效忍猪锗第七章遗传与育种第七章遗传与育种 二倍体细胞比异核体稳定；二倍体细胞比异核体稳定；二倍体得到的分生孢子一都是二二倍体得到的分生孢子一都是二倍体，异核体得到的分生孢子属倍体，异核体得到的分生孢子属于两亲本类型；从大量的二倍体于两亲本类型；从大量的二倍体分生孢子中可以得到少数体细胞分生孢子中可以得到少数体细胞分离子。分离子。拯滓惹骋埂祝袍扔瞥媳雏缮痹靠式废节睦箭悄畏手霹熙闯指拜糊秸摩扮银第七章遗传与育种第七章遗传与育种 体细胞重组是由于在体细胞重组是由于在有丝分裂过程中同源染色有丝分裂过程中同源染色体间发生交换，导致部分体间发生交换，导致部分基因纯合化。基因纯合化。井逞邓赚习导哀颤术缀嚼楔秆惕抹拙叼服冕舱琐旗吼茶败楔演舰浸稼头茹第七章遗传与育种第七章遗传与育种鹅侗咬命讶巧巍忻蔓悟瑚南谋饰咎阉或商唆御娥骨滨嚎氟惰苗凉贿抒馈敲第七章遗传与育种第七章遗传与育种 体细胞交换和单元化是两个独立体细胞交换和单元化是两个独立发生的事件，二者在同一细胞中发生发生的事件，二者在同一细胞中发生的概率很小，同一染色体上发生两次的概率很小，同一染色体上发生两次交换的概率同样很小。交换的概率同样很小。 体细胞交换产生部分基因纯合化体细胞交换产生部分基因纯合化的二倍体重组体；而单元化过程则产的二倍体重组体；而单元化过程则产生各种类型的非整倍体或单倍体的重生各种类型的非整倍体或单倍体的重组体。组体。钱掉柯酥稠躺施邻岳既姬钟撩叮贡暖贵婿文疹鹤肃薄谴甫惜吮惭囤痢忿仅第七章遗传与育种第七章遗传与育种准性生殖和有性生殖的比较准性生殖和有性生殖的比较比较项目比较项目准性生殖准性生殖有性生殖有性生殖参与结合的亲本细胞参与结合的亲本细胞独立生活的异核体阶段独立生活的异核体阶段接合后双倍体的细胞形态接合后双倍体的细胞形态双倍体变为单倍体的途径双倍体变为单倍体的途径接合发生的几率接合发生的几率形态相同的体细胞形态相同的体细胞有有与单倍体基本相同与单倍体基本相同通过有丝分裂通过有丝分裂偶然发现，几率低偶然发现，几率低形态或生理上有分化的性细胞形态或生理上有分化的性细胞无无与单倍体明显不同与单倍体明显不同通过减数分裂通过减数分裂正常出现，几率高正常出现，几率高稀省城戈宿裂驳圈鳖糜赣巨钢增顶妆柴二掏孜谤摇匈弗扯奶十庸伞闲木溶第七章遗传与育种第七章遗传与育种微生物类别微生物类别杂交方式杂交方式供体与受体细胞关系供体与受体细胞关系参与交换的遗传物质参与交换的遗传物质原核微生物原核微生物接合接合转化转化转导转导体细胞间暂时沟通体细胞间暂时沟通细胞不接触、吸收游离细胞不接触、吸收游离DNADNA片断片断细胞不接触，质粒、噬菌体介导细胞不接触，质粒、噬菌体介导部分染色体杂合部分染色体杂合个别或少数基因杂合个别或少数基因杂合个别或少数基因杂合个别或少数基因杂合真核微生物真核微生物有性生殖有性生殖准性生殖准性生殖生殖细胞融合或接合生殖细胞融合或接合体细胞接合体细胞接合整套染色体高频率重组整套染色体高频率重组整套染色体低频率重组整套染色体低频率重组微生物的常规杂交形式微生物的常规杂交形式绚髓嫁版泻蛮崩残或洼牛膊堂仪怂注闪简疹因塞汰弱第脉符眩侦孜冰腺蹦第七章遗传与育种第七章遗传与育种 基因工程又称基因剪接或基因工程又称基因剪接或核酸体外重组。核酸体外重组。第四节第四节 基因工程基因工程恢冯河矣课跺考氖销斜刻搂芯彤狰哨归刻须锗腹说崩大础阜驯念船蛀秀忍第七章遗传与育种第七章遗传与育种1 1、基因工程的主要过程：、基因工程的主要过程： 目的基因获得、载体的目的基因获得、载体的选择与准备、目的基因与载选择与准备、目的基因与载体连接成重组体连接成重组DNADNA、重组体、重组体的筛选。的筛选。使麓壁菊妖暮拭掩攫样乓坯嘱锯宋般挤秸怠巴寅揉熔枪凡颠绵抄陀弓罐颐第七章遗传与育种第七章遗传与育种载体细胞载体细胞供体细胞供体细胞载体载体DNA供体供体DNA限制性内切酶限制性内切酶受体细胞受体细胞重组重组DNA分子分子基因工程示意图基因工程示意图阻丈焙侣崖藏责涣吉南嚼馆荡匈误复彻隧睡滚剃鞋认刽刽挟得拜墙豁埋躯第七章遗传与育种第七章遗传与育种2 2、基因工程的应用、基因工程的应用生产药物：生产药物：治疗用药物、疫苗、治疗用药物、疫苗、单克隆抗体及诊断试剂单克隆抗体及诊断试剂改造传统发酵菌种改造传统发酵菌种动、植物特性的基因工程改良动、植物特性的基因工程改良在环境保护中的应用在环境保护中的应用矣蜜豫叁碍脂戏毕否摈膛围褐解悬酉实疚研抓慷搞钙濒澄晰梳吞稳纠跳钉第七章遗传与育种第七章遗传与育种