工業(yè)微生物育種工業(yè)微生物育種第1頁(yè)1.1誘發(fā)突變1.1.1輻射與誘變（1）輻射：上下左右四面八方傳遞能量過(guò)程？電離輻射：X射線、α射線、β射線、γ射線、等離子、中子和質(zhì)子等非電離輻射：紫外線和射線穿透力很弱，故只能用“內(nèi)照射”。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，普通不用射線，只用射線。射線常見(jiàn)輻射源是P32和S35，尤以P32使用較多（2）電離輻射誘變路徑：物理作用→化學(xué)作用→生物學(xué)作用。工業(yè)微生物育種第2頁(yè)（3）輻射劑量及表示方法

定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量被照射物質(zhì)所吸收能量數(shù)值，稱(chēng)為輻射劑量。

射線和r射線：用“倫琴”（r）表示，即在1克空氣中吸收83爾格（erg）輻射能量。中子：?jiǎn)挝皇恰胺e分流量”。即每平方厘米截面上經(jīng)過(guò)中子數(shù)（n/cm2）。射線：用“微居里”表示。詳細(xì)是每克物質(zhì)吸收多少“微居里”（cu）放射性同位素。微居里是放射強(qiáng)度單位，表示每秒鐘有3-7×104個(gè)原子核發(fā)生蛻度。工業(yè)微生物育種第3頁(yè)（4）電離輻射致變機(jī)理

照射→原發(fā)電離→次級(jí)電離→基因分子結(jié)構(gòu)改組→基因突變基因突變頻率與輻射劑量成正比，即劑量增加一倍，突變頻率增加一倍，但突變率不受輻射強(qiáng)度影響。輻射強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)照射劑量數(shù)，即劑量率，倘若照射劑量不變，不論單位時(shí)間內(nèi)所照射是多還是少，基因突變率總是保持一致。工業(yè)微生物育種第4頁(yè)2.1突變分子機(jī)理2.1.1點(diǎn)突變1、點(diǎn)突變概念：?jiǎn)螇A基對(duì)置換，也稱(chēng)點(diǎn)突變。置換方式：轉(zhuǎn)換：同一類(lèi)堿基間置換，如嘧啶被嘧啶置換；顛換：不一樣類(lèi)堿基間置換，如嘧啶被嘌呤置換。工業(yè)微生物育種第5頁(yè)2、堿基置換內(nèi)源機(jī)制

（1）5-甲基胞嘧啶（5mC)脫氨作用:人類(lèi)基因組中70%~90%5mC發(fā)生在CpG二核苷酸中，而15%CpG發(fā)生5mG；這些甲基化CpG普通是分散存在，“CpG”島則普通為非甲基化。工業(yè)微生物育種第6頁(yè)

（2）DNA復(fù)制過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)：復(fù)制過(guò)程中堿基錯(cuò)配不能被錯(cuò)誤修復(fù)系統(tǒng)有效地校正，就會(huì)造成堿基對(duì)置換突變。工業(yè)微生物育種第7頁(yè)（3）滑移錯(cuò)配：模板鏈上堿基滑動(dòng)脫出配對(duì)位置，使引物與模板鏈發(fā)生過(guò)渡性錯(cuò)排，最終在復(fù)制時(shí)造成堿基錯(cuò)誤摻入?；棋e(cuò)配在模板上同一堿基連續(xù)排列時(shí)更易發(fā)生。工業(yè)微生物育種第8頁(yè)

（4）脫氨基效應(yīng)：亞硝酸可使腺嘌呤（A）脫去氨基成為次黃嘌呤（H）使胞嘧啶（C）脫去氨基成為尿嘧啶（U），使鳥(niǎo)嘌呤（G）脫去氨基成為黃嘌呤（I）。前兩個(gè)改變均造成堿基錯(cuò)配：工業(yè)微生物育種第9頁(yè)

（5）脫嘌呤效應(yīng)：一些化學(xué)物質(zhì)（包含酶）可引發(fā)脫嘌呤作用，假如不能有效修復(fù)，因?yàn)槟０彐溕蠜](méi)有堿基，DNA聚合酶會(huì)錯(cuò)誤地?fù)饺雺A基，則會(huì)造成堿基置換。腺嘌呤是最輕易摻入堿基。

（6）氧化性損傷堿基：氧自由基（如過(guò)氧化氫、羥基等）氧化作用DNA，其主要產(chǎn)物是8—羥鳥(niǎo)嘌呤，它可引發(fā)G→T或A→C顛換。

（7）紫外線損傷：紫外線可引發(fā)G→A和C→T置換。另外紫外線還能夠引發(fā)嘧啶二聚體形成而改變DNA空間結(jié)構(gòu)。工業(yè)微生物育種第10頁(yè)2.1.2移碼突變移碼突變：基因編碼序列中插進(jìn)額外堿基或缺失應(yīng)有堿基引發(fā)插入或缺失點(diǎn)及后面編碼信息發(fā)生改變。可引發(fā)錯(cuò)義、無(wú)義及通讀等一系列突變。工業(yè)微生物育種第11頁(yè)

移碼突變：脫嘌呤、DNA嵌入劑嵌入、以及DNA復(fù)制錯(cuò)誤、輻射等很多原因都可引發(fā)移碼突變。工業(yè)微生物育種第12頁(yè)2.1.3基因內(nèi)外非編碼區(qū)突變（1）內(nèi)含子突變（普通為中性突變）（1）突變破壞內(nèi)含調(diào)控元件時(shí)：（2）突變產(chǎn)生隱秘剪接位點(diǎn)時(shí)：（3）突變剪接位點(diǎn)時(shí)：（2）非翻譯區(qū)域突變（普通為中性突變），但有時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)影響蛋白質(zhì)合成、RNA穩(wěn)定性或RNA轉(zhuǎn)