畜牧微生物学第六章微生物的遗传与变异

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1、第六章微生物的遗传变异MicrobiologyGenetics第一节微生物遗传与变异的概念第二节常见的微生物表型变异第三节微生物变异的机理第四节微生物变异株的获得及微生物遗传性的保存ReviewGenetics遗传学:scienceofheredityHeredity,inheritance遗传:geneticsubstancetransmittedfromparenttooffspring子代Variation变异:Inheritable,lowrate(10-5~10-8)Mutation突变:

2、anychangeinthenucleotidesequenceoftheDNAinacell.Modification饰变:onphenotype,notgenotypeGenotype基因型:geneticmakeupPhenotype表现型:actual,expressedproperties第一节微生物遗传与变异的概念微生物是遗传学研究中的明星：微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，方便建立纯系。很多常见微生物都易于人工培养，快速、大量生长繁殖，菌落形态特征的可见性和多样性。物种和代谢类型

3、多样，易于积累不同的中间代谢产物或终产物。对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，易于形成营养缺陷型，操作性强。研究微生物遗传学的意义微生物是研究现代遗传学和其它许多主要的生物学基本理论问题时最热衷的研究对象。对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现代分子生物学和生物工程学的发展，而且为育种工作提供了丰富的理论基础，促使育种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、从随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。ThreeClassicalExperiments三个经典实验三个经典实验1.Transform

4、ation转化2.Infectionofbacteriophage噬菌体感染3.Reconstructionofplantvirus植物病毒重建三个证明DNA是遗传物质的经典实验1、经典转化实验肺炎链球菌：S型（菌体具荚膜，菌落表面光滑，有致病能力）；R型（菌体无荚膜，菌落表面粗糙，无致病能力）遗传变异的物质基础1928年，F.Griffth作了3组实验:1944年，Avery精确重复了转化实验，确定了转化因子实验证明，将R菌转化为S菌的转化因子是DNA2、噬菌体感染实验Hershey&Chase’

5、sexperimentofphageinfectionConclusion:DNAwasthephysicalcarrierofheredity遗传物质基础是DNA3.ReconstructionofTobaccoMosaicVirus(TMV)植物病毒重建Nucleicacid,DNAorRNA,isthehereditarymaterial为了证明核酸是遗传物质，H.Fraenkel-Conrat（1956）用含RNA的烟草花叶病毒（TMV）进行了著名的植物病毒重建实验。将TMV在一定浓度的苯酚

6、溶液中振荡，就能将其蛋白质外壳与RNA核心相分离。分离后的RNA在没有蛋白质包裹的情况下，也能感染烟草并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离出正常病毒粒子。选用TMV和霍氏车前花叶病毒（HRV），分别拆分取得各自的RNA和蛋白质，将两种RNA分别与对方的蛋白质外壳重建形成两种杂合病毒：（1）RNA（TMV）蛋白质（HRV）（2）RNA（HRV）蛋白质（TMV）用两种杂合病毒感染寄主：（1）表现TMV的典型症状病分离到正常TMV粒子（2）表现HRV的典型症状病分离到正常HRV粒子。上述结果说明，在RN

7、A病毒中，遗传的物质基础也是核酸。朊病毒的发现和思考朊病毒含有微量的核酸，仍未发现？朊病毒仅由蛋白质构成朊病毒的遗传物质为蛋白质？质粒（plasmid）：一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的；在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能，从而使宿主得到生长优势。质粒的结构特点通常以共价闭合环状(covalentlyclosedcircle，简称CCC)的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中；也发现有线型双链DNA质

8、粒和RNA质粒；质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb；细菌质粒多在10kb以内）质粒的检测提取所有胞内DNA后电镜观察；超速离心或琼脂糖凝胶电泳后观察；对于实验室常用菌，可用质粒所带的某些特点，如抗药性初步判断。质粒的主要种类质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效应致育因子（Fertilityfactor，F因子）抗性因子（Resistancefactor，R因子）产细菌素的质粒（Bacteriocinproductionplasmid）毒性质粒（virulenc