细菌的遗传变异(I)

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1、第六章细菌的遗传与变异一、几个概念1、遗传生物的上一代将自己的遗传因子传递给下一代的行为或功能，具有极其稳定的特性。2、遗传型某一生物所含有的遗传信息即DNA中正确的核苷酸序列。生物体通过这个核苷酸序列控制蛋白质或RNA的合成，一旦功能性蛋白合成，可调控基因表达。3、表型某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和，是遗传型在合适环境条件下的具体体现。是一种现实性。4、变异是生物体在某种外因或内因作用下引起的遗传物质结构改变，亦即遗传型的改变。特点：几率极低(一般为10-5～10-6)；性状变化幅度大；变化后的新性状是稳定的、可遗传的。

2、第一节微生物遗传的物质基础一、基因组和质粒（一）基因组细菌的基因组位于核体，是遗传的主要物质基础。核体又称染色体，是由双条环状双螺旋DNA长链组成的，含有的遗传基因，控制着细菌的遗传与变异。（二）质粒质粒是细菌染色体外的遗传物质，多为环状双螺旋DNA分子。质粒可以自身复制，随宿主菌分裂传到子代菌体。在一定条件下，质粒可以转移，也可丢失。质粒是自行复制单位，有的需与核质染色体的复制同步，称为严紧型复制。质粒示意图细菌的质粒二、转座因子和毒力岛（一）转座因子近年来发现微生物的某些DNA片段作为一个独立单位可以在染色体上移动，此种移动甚至发生在

3、不同种细菌之间。这种可移动的DNA片段称之为转座因子。细菌的转座因子有三种类型：插入序列、转座子以及某些特殊的噬菌体。（二）毒力岛毒力岛是20世纪90年代提出的一个新概念。毒力岛是指病原菌的某个或某些毒力基因群，分子结构与功能有别于细菌染色体，但位于细菌染色体之内，因此称之为“岛”。第二节微生物的主要变异一、形态与结构的变异（一）形态变异自然形成或诱导产生的L型细菌，老龄培养物中出现的衰老型，都属于形态变异。在特定组织器官中发生形态的改变，如炭疽在猪咽部不呈竹节状而呈弯曲且粗细不均匀；猪丹毒在慢性病猪心脏内不呈杆菌而为长丝状。菌落变异R菌

4、落S菌落（二）、荚膜变异：有荚膜细菌在特定条件下丧失形成荚膜的能力。炭疽杆菌在营养丰富且CO2达10%~20%培养条件下，产生荚膜，在普通培养基中不产生荚膜。无毒炭疽芽胞菌的弱毒株失去成形荚膜能力。（三）、芽胞变异强毒疽炭杆菌——在42.5℃高温下培养——毒力变弱，且失去形成芽孢能力。（四）、鞭毛变异：环境条件的改变而使细菌失去形成鞭毛的能力。也叫H→O变异。在普通琼脂上生长——有鞭毛且呈弥漫性薄膜状生称H型细菌变形杆菌在0.1%碳酸琼脂中生长——不形成鞭毛而生成局限性孤立菌落叫O型细菌二、培养特性变异（一）光滑型→粗糙型变异S型（smo

5、oth）菌落：光滑，湿润，边缘整齐。R型（rough）菌落：菌落表面粗糙，枯干，边缘不整齐。一般来说，S→R毒力由强变弱，但炭疽杆菌，结核分支杆菌，正常菌落为R型→S型，毒力减弱（二）D菌落的变异当细菌接触某些化学物质时如CuSO4,LiCl形成细小菌落叫D菌落。（dwarfclone,侏儒菌落）三、毒力变异（一）增强毒力的方法1．连续通过易感动物2．和其他微生物共生或被温和噬菌体感染。例如魏氏梭菌与八叠球菌共生时毒力变强，无毒的白喉棒状杆菌被温和β-噬菌体感染后产生白喉毒素，成为有毒细菌。3．实验动物腹腔内放置胶囊病原菌。（二）减弱毒力

6、的方法1．通过非易感动物例如：马尔他强毒布氏杆菌连续通过鸡育成弱毒株；猪丹毒苗GC42系将强毒株通过豚鼠传370代后又通过鸡传42代育成弱毒。2．在较高温度下培养。强毒炭疽——42.5℃下培养——弱毒3．在含有某些特殊化学物质的培养基中培养。法国学者卡-介二氏将有毒的牛型结核杆菌菌株——在含胆汁的甘油马铃薯培养基中培养——13年传230代（每15天/代）——而获得的一株毒性低而抗原性完整的变异菌株,可作成活疫苗给人接种以预防结核病。即著名的卡介苗BCG4．在含有抗血清，噬菌体或抗生素的培养基中培养。5．长期的人工培养。6．在特殊气体条件下

7、培养。如无荚膜炭疽芽胞苗是半强毒株在含50%血清的培养基上，在50%CO2的条件下选育的。7．通过基因工程的方法。去除毒力基因可获得无毒力株。四、生化特性变异（一）营养缺陷型变异由于细菌代谢过程缺陷所造成的必须加入某种物质才能生长，这种变异叫营养缺陷型变异。例鼠伤寒沙门氏菌野生型→以铵盐为氮源合成氨基酸和蛋白质变异株→须供给色氨酸或组氨酸方能生长。（二）诱导酶产生大肠杆菌本身不生半乳糖苷酶，但培养基中加入乳糖后，产生半乳糖苷酶，分解乳糖。（三）终末产物阻遏细菌合成氨基酸的酶类可被自身的合成产物所抑制而不能生成。例：大肠杆菌产生色AA合成酶

8、→合成色aa→，但培养物中加入色aa时，色aa合成酶类被抑制。（四）耐药性变异。原来对某种药物敏感的细菌，可发生变异而形成能耐受该药的耐药性，有的甚至形成必须有该药方能生长的“依药性”。含链霉