第一節(jié)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎第二節(jié)

微生物的變異現(xiàn)象第三節(jié)

基因突變與基因重組第四節(jié)菌種保藏與復壯小結(jié)

第四章

微生物的遺傳變異與菌種保藏第一部分

微生物基礎知識微生物的遺傳性：微生物親代與子代的性狀相似性。微生物的變異性：微生物子代和親代之間性狀的某種差異性。第四章

微生物的遺傳變異

與菌種保藏一、微生物的遺傳物質(zhì)（一）真核微生物的遺傳物質(zhì)：（二）原核微生物的遺傳物質(zhì)：（三）病毒的遺傳物質(zhì)：DNA或RNADNADNA第一節(jié)微生物的遺傳物質(zhì)基礎4DNA+Pr2(H2A、H2B、H3、H4）組蛋白八聚體（核心）DNA盤繞在外核心顆粒H1核小體串聯(lián)串珠狀結(jié)構(gòu)螺線管染色體（一）真核微生物的遺傳物質(zhì)超螺旋5（二）原核生物的遺傳物質(zhì)裸露環(huán)狀雙鏈DNA存在形式：質(zhì)粒和核質(zhì)（三）病毒的遺傳物質(zhì)DNA或RNA，分布于核心攜帶基因少（四）質(zhì)粒1.質(zhì)粒的共同特性多為閉合環(huán)狀裸露的DNA分子能自主復制相溶性或不相溶性所攜帶的基因非細胞生長所必須可自然丟失或人工消除可從一個細菌轉(zhuǎn)移到另個細菌2.醫(yī)學上重要質(zhì)粒（1）F因子致育因子/性因子，編碼性菌毛，有F因子的

即為F+菌株，與接合作用有關分布于腸細菌屬、假單胞菌屬、嗜血桿菌、奈瑟氏球菌、鏈球菌等細菌中接合作用（2）R質(zhì)粒（抗藥性因子）接合型：可通過細菌間接合進行傳遞非接合型：不能通過接合傳遞，但可通過轉(zhuǎn)導傳遞。

編碼細菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性。（3）Col質(zhì)粒：含有編碼大腸菌素的基因。（4）毒性質(zhì)粒：具有編碼毒素的作用，與

致病菌的毒性有關。（5）代謝質(zhì)粒：攜帶有能降解某些化學物

質(zhì)的酶基因?；蛐停何⑸锞哂械娜炕蚪M，決定于基因。不可逆，可穩(wěn)定遺傳。表型：微生物在特定環(huán)境下表現(xiàn)出的全部性狀。取決于環(huán)境，可逆，不遺傳。

第一節(jié)微生物的變異現(xiàn)象一、形態(tài)結(jié)構(gòu)變異

鼠疫桿菌多形態(tài)性(衰殘型)

3%～6%NaCl瓊脂培養(yǎng)基

正常形態(tài)細菌

L型變異

正?；魜y弧菌霍亂弧菌L型青霉素、溶菌酶抗體或補體

42～43℃炭疽桿菌不能形成芽胞,毒性減弱

10～20天

0.1%石炭酸變形桿菌（有鞭毛）（無鞭毛）

二、菌落特征變異

光滑型菌落粗糙型菌落

S

R原因：失去LPS的特異多糖在陳舊培養(yǎng)基中長期培養(yǎng)三、毒力變異

β棒狀噬菌體

白喉棒狀桿菌

獲得白喉毒素

牛型結(jié)核桿菌卡介苗

(有毒）(弱毒,保持

抗原性)膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基13年(230代)β-半乳糖苷酶半乳糖苷滲透酶半乳糖苷轉(zhuǎn)酰酶

五、酶活性的變異大腸埃希菌乳糖

含鏈霉素培基痢疾桿菌依賴鏈霉素株

(耐藥菌株)

四、耐藥性變異第三節(jié)

基因突變與基因重組一、基因突變突變：遺傳物質(zhì)的核苷酸序列發(fā)生了穩(wěn)定而可遺傳的變化。染色體畸變：指DNA的大段變化（損傷）現(xiàn)象，表現(xiàn)為染色體的插入、缺失、重復、易位和倒位。基因突變：一對或少數(shù)幾對堿基發(fā)生置換、插入或缺失而引起的突變，稱點突變。染色體畸變：較大范圍改變。1、缺失2、重復3、倒位4、易位缺失、插入5′….UCACGACAUAUG….3′5′….UCAGCGACAUAUG….3′絲精組蛋絲丙

蘇

酪

5′….UCAGACAUAUG….3′絲天

異亮

插入

缺失

正常C自然條件下發(fā)生的突變，突變率低。大多數(shù)突變屬此類，原因不明。人為的作用，由理化及生物因素誘發(fā)。物理因素：高溫、紫外線、X射線、γ-射線化學誘變劑：亞硝酸、羥胺、各種烷化劑、

吖啶類染料或堿基類似物1.自發(fā)突變：2.誘發(fā)突變：（一）引起基因突變的因素（二）基因突變的特點不對應性自發(fā)性稀有性獨立性可誘變性穩(wěn)定性可逆性（三）基因突變的類型突變株的表型表現(xiàn)檢出方法營養(yǎng)缺陷型喪失合成一種或幾種生長因子的能力，不能在基本培養(yǎng)基上生長補充培養(yǎng)基抗性突變型產(chǎn)生了對某種化學藥物或致死物理因子的抗性藥物培養(yǎng)基條件致死突變型在某種條件下可正常生長、繁殖并實現(xiàn)其表型，而在另一條件下卻無法生長繁殖培養(yǎng)條件改變其他毒力、產(chǎn)量、代謝產(chǎn)物等基因轉(zhuǎn)移：遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)移至受體菌?；蛑亟M：兩個獨立基因組內(nèi)的遺傳基因，通過一定的途徑轉(zhuǎn)移到一起，進行交換整合，形成新的穩(wěn)定基因組的過程。轉(zhuǎn)化基因轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)導

接合

噬菌體轉(zhuǎn)變二、基因轉(zhuǎn)移與重組（一）轉(zhuǎn)化

受體菌直接吸收了來自供體菌的DNA片段，并整合入受體菌基因組中，從而使受體菌獲得了供體菌的部分遺傳性狀的過程感受態(tài)：易接受并整合外源DNA的狀態(tài)。轉(zhuǎn)化子非轉(zhuǎn)化子26感受態(tài)：電穿孔（二）轉(zhuǎn)導

以噬菌體的媒介，把供體菌的DNA片段帶到受體細胞中，通過基因重組而使受體菌獲得供體菌部分遺傳性狀的過程。AB[-][-]his+his+his-28普遍性轉(zhuǎn)導完全轉(zhuǎn)導：流產(chǎn)轉(zhuǎn)導完全流產(chǎn)轉(zhuǎn)導子（三）接合供體菌通過性菌毛與受體菌直接接觸，把F質(zhì)粒或其攜帶的基因組片段傳遞給受體菌，使受體菌獲得新遺傳性狀的過程。F+菌株

(雄性菌株)F-菌株

(雌性菌株)31F++F-

→F++F+F+F-F+F-F+F+F+F+接合機制：32

β棒狀噬菌體

白喉棒狀桿菌

獲得白喉毒素（四）溶原性轉(zhuǎn)變（噬菌體轉(zhuǎn)變）溶原菌的DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。基因轉(zhuǎn)移方式基因來源

轉(zhuǎn)移方式

轉(zhuǎn)化供體菌直接攝取

接合供體菌性菌毛

轉(zhuǎn)導供體菌噬菌體為載體

溶原性轉(zhuǎn)變噬菌體整合四種基因轉(zhuǎn)移方式的比較（五）細胞融合

通過人為的方法，使遺傳性狀不同的兩個細胞或原生質(zhì)體進行融合，從而獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組子，此方法稱為細胞融合。一、目的第四節(jié)菌種保藏與復壯不死、不衰、不變、不污染，便于研究、檢驗、交換和使用。1.選用優(yōu)良的純種，最好是休眠體，如分生孢子、芽胞等）2.創(chuàng)造降低代謝活動強度，生長繁殖受抑制，

難以發(fā)生突變的環(huán)境條件。

環(huán)境要素二、菌種保藏的原理及步驟（一）菌種保藏的原理干燥低溫缺氧缺營養(yǎng)添加保護劑等（二）菌種保藏步驟1.挑選特征典型的優(yōu)良純種。2.確定保藏的合適菌體形態(tài)。3.選擇最適宜的保藏方法。4.定期檢查，及時移種。（一）菌種保藏機構(gòu)的任務廣泛收集科研和生產(chǎn)菌種、菌株，并加以妥善保管，使之達到不死、不衰、不亂以及便于研究、交換和使用的目的。三、菌種保藏機構(gòu)

（二）中國菌種保藏機構(gòu)中國醫(yī)學微生物菌種保藏中心（CMCC）

(歸口衛(wèi)生部)中國抗生素微生物菌種保藏中心（CACC）

(國家醫(yī)藥管理局)中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏中心（ACCC）

(歸口中國農(nóng)業(yè)科學院)中國普通微生物菌種保藏中心（CGMCC）

(歸口中國科學院)中國工業(yè)微生物菌種保藏中心（CICC）

(歸口輕工業(yè)總會)中國林業(yè)微生物菌種保藏中心（CFCC）

(歸口中國林業(yè)科學院)中國獸醫(yī)微生物菌種保藏中心（CVCC(歸口農(nóng)業(yè)部)40（三）世界各國主要菌種保藏機構(gòu)單位名稱單位縮寫單位名稱單位縮寫世界菌種保藏聯(lián)合會WFCC日本微生物菌種保藏聯(lián)合會JFCC美國標準菌株保藏中心ATCC北海道大學農(nóng)學部應用微生物教研室AHU美國農(nóng)業(yè)部北方研究利用發(fā)展部NRRL東京大學農(nóng)學部發(fā)酵教研室ATU美國農(nóng)業(yè)研究服務處菌中收藏館ARS東京大學應用微生物研究所IAM美國Upjohn公司菌種保藏部UPJOHN東京大學醫(yī)學科學研究所IID加拿大Alberta大學霉菌標本室UAMH東京大學醫(yī)學院細菌學教研室MTU加拿大國家科學研究委員會NRC大阪發(fā)酵研究所IFO法國典型微生物保藏中心CCTM廣島大學工業(yè)學部發(fā)酵工業(yè)系AUT捷克和斯洛伐克國家菌保會CNCTC新西蘭植物病害真菌保藏部PDDCC荷蘭真菌中心收藏所CBS德國科赫研究所RKI英國國立典型菌種收藏館NCTC德國發(fā)酵紅葉研究所微生微生物收藏室MIG英聯(lián)邦真菌研究所CMI德國微生物研究所菌種收藏室KIM英國國立工業(yè)細菌收藏所NCIB

廣州工業(yè)微生物檢測中心菌種保藏庫四、菌種保藏方法（一）斜面低溫保藏方法：斜面菌種置4～6℃冰箱保藏，

定時傳代條件：低溫適用范圍：各類微生物保藏時間：1～6個月（二）液體石蠟保藏法方法：斜面菌種，橡皮塞取代棉塞，

加液體石蠟油，置4～6℃冰箱條件：低溫、缺氧適用范圍：各類微生物保藏時間：1～2年（三）沙土管保藏法方法：將菌種置于干燥砂土管中，

置4～6℃冰箱保藏。條件：低溫、干燥、缺營養(yǎng)適用范圍：孢子和芽孢保藏時間：2～10年。（四）-80℃冰箱冷凍保藏法方法：將菌種置安瓿瓶中用脫脂牛奶、血清做保護劑，置-80℃

冰箱保藏。條件：低溫、缺氧、保護劑適用范圍：各種微生物保藏時間：1～5年。（五）真空冷凍干燥法方法：將菌種置安瓿瓶中用脫脂牛奶、血清做保護劑，冷凍干燥后，置4～5℃保藏。條件：干燥、低溫、缺氧、保護劑適用范圍：三菌和病毒（不適用絲狀

真菌）保藏時間：5～10年凍干管:廣東省微生物菌種保藏中心（五）液氮超低溫保藏法方法：用脫脂牛奶、甘油做保護劑，保存于-70超低溫冰箱或液氮(-196～-156℃)條件：低溫、保護劑適用范圍：各類微生物保藏時間：數(shù)年，較理想的方法。