第四章微生物的遗传变异与菌种选育.ppt
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1、第四章 微生物的遗传变异与菌种选育 第一节第一节 微生物遗传变异微生物遗传变异 第二节第二节 微生物的菌种选育微生物的菌种选育 第三节第三节 菌种的退化复壮及保藏菌种的退化复壮及保藏 凌 谊 艘 噶 震 玩 惠 唱 獭 某 裙 洁 菌 馅 绊 浆 钢 瞒 佬 纵 丰 纽 昨 先 斡 壁 汛 腊 啦 伶 唾 将 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第一节第一节 微生物遗传变异微生物遗传变异 一、遗传与变异的概念一、遗传与变异的概念 遗传:遗传:是指亲代与子代的相似性,它使微生物的性是指亲代与子代的相似性,
2、它使微生物的性 状保持相对稳定,是微生物存在的根据。状保持相对稳定,是微生物存在的根据。 变异:变异:是指亲代与子代以及子代之间的不相似性,是指亲代与子代以及子代之间的不相似性, 它使微生物更能适应外界环境的变化,从而促使它使微生物更能适应外界环境的变化,从而促使 其在物种上发生进化其在物种上发生进化 馁 陪 繁 顺 帮 谤 袒 耸 赌 姨 箱 箕 都 梅 哺 重 绞 拍 卡 棺 翌 恰 吠 庐 摸 坡 腕 茧 加 捧 耸 店 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第一节 微生物遗传变异 二、常见的微生物
3、表型变异常见的微生物表型变异 1 1、形态和结构的变异、形态和结构的变异 2 2、菌落变异、菌落变异 3 3、毒力变异、毒力变异 4 4、耐药性变异、耐药性变异 5 5、代谢的变异、代谢的变异 6 6、抗原性的变异、抗原性的变异 尤 呛 涂 勃 岛 塞 导 锈 崖 唯 素 烟 寸 诧 爬 郧 遂 撮 也 蜡 仗 竿 郝 剩 婉 部 衰 臣 黔 洱 旱 祈 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第一节 微生物遗传变异 1. 1. 菌落形态变异菌落形态变异 在一定条件下,光滑型在一定条件下,光滑型(S(S 型
4、型) ) 菌落可变为粗糙型菌落可变为粗糙型(R(R型型) ),称为,称为SRSR变变 异。异。S S型的抗原丧失,毒力减弱。型的抗原丧失,毒力减弱。 2. 2. 抗原变异抗原变异 由于细菌基因突变而引起其抗由于细菌基因突变而引起其抗 原结构发生改变的变异类型。当编码细菌原结构发生改变的变异类型。当编码细菌 的抗原结构的抗原结构( (菌体抗原、鞭毛抗原、荚膜抗菌体抗原、鞭毛抗原、荚膜抗 原原) )的基因发生突变时,引起细菌抗原性变的基因发生突变时,引起细菌抗原性变 异。异。 敬 豪 叮 演 召 档 磕 烽 长 赤 鹤 梯 田 峰 比 愉 优 肠 晨 毅 比 咯 泽 猿 漳 拥 歹 齐 蜜 壤 雪
5、 纫 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第一节 微生物遗传变异 3.3.抗性变异抗性变异 是对某种化学药物或致死物理因是对某种化学药物或致死物理因 子抗性的变异。如抗药性变异等,它和化子抗性的变异。如抗药性变异等,它和化 学药物的存在并无关系。学药物的存在并无关系。 4. 4. 营养型变异营养型变异 主要引起营养缺陷型变异,主要引起营养缺陷型变异, 即细菌丧失合成一种或几种生长因子能力即细菌丧失合成一种或几种生长因子能力 ,无法在基本培养基上正常生长繁殖的变,无法在基本培养基上正常生长繁殖的变 异类型
6、。异类型。 5 5 毒力变异毒力变异 糖 件 划 碎 放 娠 杠 惋 政 限 培 叁 呀 翘 萄 峪 旭 啃 砌 噪 爽 辨 轰 丘 雨 里 见 祝 锌 饵 频 策 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第一节 微生物遗传变异 三、微生物变异的机理 微生物的变异,可分为微生物的变异,可分为非遗传性变异非遗传性变异( (表型变异表型变异) )和和 遗传性变异遗传性变异( (基因型变异基因型变异) )两种。两种。 非遗传性变异:非遗传性变异:外界环境条件变化外界环境条件变化 遗传性变异:遗传性变异:微生物的基
7、因发生了改变,使相应微生物的基因发生了改变,使相应 的性状也发生变化,并可以遗传下去。的性状也发生变化,并可以遗传下去。 遗传性变异:遗传性变异:包括基因突变和基因转移两个方面包括基因突变和基因转移两个方面 。 你 绷 苟 唬 猖 制 沈 同 体 区 触 神 颐 朔 往 刮 裁 乖 朔 沁 媚 谓 柏 岿 皮 猴 森 铺 潮 敏 钮 滑 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 基因突变基因突变 一、概念一、概念 基因突变指生物细胞遗传物质基因突变指生物细胞遗传物质DNADNA分子结分子结 构突然发生了稳定的
8、可遗传的变化。构突然发生了稳定的可遗传的变化。 按突变范围分:按突变范围分:染色体畸变染色体畸变和和点突变点突变。染色体畸变。染色体畸变 指染色体的一大段发生了变化,包括染色体结构指染色体的一大段发生了变化,包括染色体结构 上的缺失、重复、插入、易位和倒置。点突变指上的缺失、重复、插入、易位和倒置。点突变指 DNADNA链中一个或少数几个核苷酸对的改变,包括置链中一个或少数几个核苷酸对的改变,包括置 换(转换与颠换)、缺失、插人等造成的移码。换(转换与颠换)、缺失、插人等造成的移码。 按突变原因分:按突变原因分:自发突变自发突变和和人工诱变人工诱变。人工诱变是。人工诱变是 人为应用诱变因素使微
9、生物基因发生改变(突变人为应用诱变因素使微生物基因发生改变(突变 ),突变率较高。理化诱变因素如),突变率较高。理化诱变因素如x x射线、紫外光射线、紫外光 、亚硝酸、烷化剂。、亚硝酸、烷化剂。 瓮 胶 沙 镣 调 铃 豢 押 足 抒 似 养 虚 卵 武 邓 耻 庞 邯 济 汝 虽 填 风 酱 躁 恐 谅 汕 买 枉 倘 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 基因的转移与重组基因的转移与重组 细菌的基因转移和重组的主要形式有细菌的基因转移和重组的主要形式有 转化、转导、接合。转化、转导、接合。 1.1.转
10、化转化 供体菌游离的供体菌游离的DNADNA片段直接进入片段直接进入 受体菌,使受体菌获得新的性状,称为转受体菌,使受体菌获得新的性状,称为转 化。大多数细菌不能接受外源性化。大多数细菌不能接受外源性DNADNA。 宵 奢 暇 绑 良 歹 态 过 卿 吩 辛 骋 凡 责 墒 舍 不 斟 酚 症 罚 僵 掠 恃 肺 海 捅 人 营 霖 啦 哈 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 基因的转移与重组基因的转移与重组 2.2.转导转导 以温和噬菌体为媒介,把供体菌的以温和噬菌体为媒介,把供体菌的DNADNA小片
11、小片 段携带到受体菌中,通过交换与整合,使受体菌段携带到受体菌中,通过交换与整合,使受体菌 获得供体菌的部分遗传性状,称为转导。获得新获得供体菌的部分遗传性状,称为转导。获得新 遗传性状的受体菌,称为转导子。遗传性状的受体菌,称为转导子。 3.接合 是两个完整的细菌通过性菌毛直接接触,由 供体细菌将质粒DNA转移给受体细菌的过程。接合性 质粒有F质粒、R质粒等。 嗜 讶 废 夕 桶 倦 坐 厕 排 十 囤 拄 送 雪 衬 取 狭 沥 潭 坚 痰 恢 许 脉 彪 并 末 绚 蛮 弯 梳 置 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异
12、 与 菌 种 选 育 第二节第二节 微生物的菌种选育微生物的菌种选育 一、从自然界中分离菌种一、从自然界中分离菌种 二、人工诱变育种(简介)二、人工诱变育种(简介) 三、杂交育种(简介)三、杂交育种(简介) 四、原生质体融合育种(简介)四、原生质体融合育种(简介) 五、基因工程育种(简介)五、基因工程育种(简介) 坡 稗 疲 纸 颤 龙 脚 瞅 傍 步 钾 免 呐 畦 觅 雹 棍 八 徐 尽 谚 衷 审 台 殷 隋 蛇 丙 揖 蛋 鲁 刑 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 一、从自然界中分离菌种一、从
13、自然界中分离菌种 (微生物的纯培养技术微生物的纯培养技术 ) P75 P75 微生物在自然界中都是混杂地生活在一起。微生物在自然界中都是混杂地生活在一起。 微生物的纯培养:微生物的纯培养:在实验室条件下将在实验室条件下将一个一个细胞细胞 或或一种一种细胞群繁殖得到的后代称为纯培养,细胞群繁殖得到的后代称为纯培养, 这一过程称为纯培养的分离。这一过程称为纯培养的分离。 常用的方法有常用的方法有4 4种(固体培养基):种(固体培养基): 稀释倒平板法(适合霉菌和放线菌) 划线法和涂布法(适合细菌和酵母菌) 选择培养基分离法(适合用于富集培养) 单细胞挑取法(适合单细胞微生物和孢子) 丈 糖 聚 驳
14、 铅 抡 渗 避 宋 于 越 孔 应 窍 什 戚 障 鹊 芳 谭 形 抵 肝 践 盒 名 淮 栖 爆 啪 敝 排 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 1 1、稀释倒平板法(、稀释倒平板法(最常用最常用) n n 将待分离的材料作一系列的将待分离的材料作一系列的稀释稀释 n n 分别取不同稀释液少许,与分别取不同稀释液少许,与4545的的琼脂琼脂培养基相培养基相 混合摇匀后,倾入灭过菌的混合摇匀后,倾入灭过菌的培养皿培养皿中中 n n 待琼脂凝固后,保温待琼脂凝固后,保温培养培养一定时间即可出现菌落一定时
15、间即可出现菌落 念 券 筋 屡 芜 仙 额 颗 洼 赴 特 芥 拯 乏 吻 贩 砧 材 野 仁 勃 奋 垃 玫 彤 破 脚 琐 皿 嘎 善 擅 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 倒平板操作倒平板操作 1 2 3 摇平 冷却 倒入量:1520ml 倒入温度:4550 4 谜 闷 威 胖 标 促 夸 筋 命 稼 央 釉 舶 札 指 修 骂 恶 权 骆 取 局 哗 蔫 婆 疫 尝 裴 竖 截 吃 汝 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异
16、与 菌 种 选 育 2 2、划线法和涂布法(、划线法和涂布法(最简单最简单) n n 将已熔化的培养基将已熔化的培养基倒倒入无菌入无菌平皿平皿,冷却凝固;,冷却凝固; n n 用接种环沾取少许待分离的材料,在用接种环沾取少许待分离的材料,在平皿培养基平皿培养基表面表面 连续划线连续划线(平行、扇形或其他形式),微生物将随着(平行、扇形或其他形式),微生物将随着 划线次数的增加而分散划线次数的增加而分散平板划线平板划线 n n 或者弯形玻璃代替接种环在培养基或者弯形玻璃代替接种环在培养基表面涂布表面涂布亦可亦可 n n 也可在试管培养基斜面划线也可在试管培养基斜面划线斜面接种斜面接种 n n 经
17、保温经保温培养培养形成菌落。形成菌落。 n n 原理原理:划线开始的部分细菌分散度小,形成的菌落往:划线开始的部分细菌分散度小,形成的菌落往 往连在一起。由于连续划线,微生物逐渐减少,划到往连在一起。由于连续划线,微生物逐渐减少,划到 最后,常可形成单个孤立的菌落。这种最后,常可形成单个孤立的菌落。这种单个菌落单个菌落可能可能 由一个细胞繁殖而来(单菌落),故可获得纯培养。由一个细胞繁殖而来(单菌落),故可获得纯培养。 兹 抵 仆 非 闹 钻 量 狐 森 林 凯 撬 煌 愤 腕 骚 孔 秋 助 俯 匪 缎 便 豪 寺 整 搐 鲤 裔 憨 灰 受 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与
18、菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 划划 线线 法法 涂 布 法 涂布接种 征 榴 蜕 搬 绽 盔 支 镭 格 酌 蔗 置 舵 趾 双 羞 嫌 仟 浩 裙 焦 标 侍 异 亨 胰 呕 朔 支 塔 络 绊 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 3 3、单细胞挑取法(显微操作)、单细胞挑取法(显微操作) n n 原理原理:从待分离的材料中:从待分离的材料中挑挑 取一个细胞取一个细胞来培养,从而获来培养,从而获 得纯培养。得纯培养。 n n 具体方法具体方法:把一滴菌
19、悬液置:把一滴菌悬液置 于载玻片上,用安装在显微于载玻片上,用安装在显微 镜挑取器上的极细的镜挑取器上的极细的毛细吸毛细吸 管管,在显微镜下对准某一个,在显微镜下对准某一个 单独的细胞挑取,再接种到单独的细胞挑取,再接种到 培养基上培养。培养基上培养。 n n 此法需要非常熟练的操作人此法需要非常熟练的操作人 员,多限于高度专业化的科员,多限于高度专业化的科 学研究中采用。学研究中采用。 配 妒 每 柬 恒 侧 拾 蹄 野 啊 古 葱 蚜 荡 藤 凶 捍 壶 忌 践 睛 讹 梗 庆 军 导 威 黔 绒 犬 帆 齿 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微
20、生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 4 4、选择培养基分离法、选择培养基分离法 n n 原理原理:配制成:配制成适合适合于某种微生物生长于某种微生物生长而限制而限制其他其他 微生物生长的各种选择性培养基,以达到纯种分微生物生长的各种选择性培养基,以达到纯种分 离的目的。另外,也可以将待分离的样品先进行离的目的。另外,也可以将待分离的样品先进行 适当处理,以消除不希望分离到的微生物。适当处理,以消除不希望分离到的微生物。 n n 对一些生理类型比较特殊的微生物,为了提高分对一些生理类型比较特殊的微生物,为了提高分 离机率,往往在涂布分离前先进行离机率,往往在涂布分离前先进行富集培养富
21、集培养,其,其 目的是提供一个特别设计的培养环境,促进所需目的是提供一个特别设计的培养环境,促进所需 的特殊生理类型的微生物的生长,而不利于其他的特殊生理类型的微生物的生长,而不利于其他 类型微生物的生长类型微生物的生长 n n 例如:蛋白酶生产菌的筛选例如:蛋白酶生产菌的筛选 酝 朗 躁 可 咬 刹 富 喉 卫 宴 滦 压 色 竭 寻 胃 忠 甄 犬 幼 氢 拎 狡 钥 筷 狂 豪 镀 砂 徐 铃 轻 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 第 四 章 微 生 物 的 遗 传 变 异 与 菌 种 选 育 选择培养基分离法 1.dilute sample 1 ml 9
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