工業(yè)微生物育種

1、輻射誘變改良工業(yè)菌種（育 種）,,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的過程？電離輻射：X射線、α射線、β射線、γ射線、等 離子、中子和質子等非電離輻射：紫外線 ?和?射線的穿透力很弱，故只能用“內照射”。實際應用時，一般不用? 射線，只用?射線。?射線常用輻射源是P32和S35，尤以P32使用較多 （2）電離輻射誘變途徑：

2、物理作用→化學作用→生物學作 用。,（3）輻射劑量及表示方法 定義：單位質量被照射的物質所吸收的能量數(shù)值，稱為輻 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）輻射的能量。 中子：單位是“積分流量”。即每平方厘米的截面上通過的中子數(shù)（n/cm2）。 ? 射線：用“微居里”表示

3、。具體是每克物質吸收多少“微居里”（?cu）的放射性同位素。 微居里是放射強度單位，表示每秒鐘有3-7×104個原子核發(fā)生蛻度。,（4）電離輻射致變的機理 照射→原發(fā)電離→次級電離→基因分子結構改組→基因突變 基因突變的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度的影響。 輻射強度是指單位 時間內照射的劑量數(shù)， 即劑量率，倘若照射劑 量不變

4、，不管單位時間 內所照射是多還是少， 基因突變率總是保持一 致。,2.1突變的分子機理,2.1.1點突變1、點突變 概念：單堿基對置換，也稱點突變。 置換方式： 轉換：同一類堿基間的置換，如嘧啶被嘧啶置換； 顛換：不同類堿基間的置換，如嘧啶被嘌呤置換。,2、堿基置換的內源機制 （1）5-甲基胞嘧啶（5 mC)的脫氨作用:人類基因組中70%~90%

5、的5 mC發(fā)生在CpG二核苷酸中，而15%的CpG發(fā)生5 mG；這些甲基化的CpG一般是分散存在的，“CpG”島則一般為非甲基化的。,（2）DNA復制過程中出現(xiàn)差錯：復制過程中堿基錯配不能被錯誤 修復系統(tǒng)有效地校正，就會導致堿基對置換突變。,（3）滑移錯配：模板鏈上的堿基滑動脫出配對位置，使引物與模板鏈發(fā)生過渡性錯排，最后在復制時導致堿基的錯誤摻入?；棋e配在模板上同一堿基連續(xù)排列時更易發(fā)生。,（4）脫氨基效應：亞硝酸可使腺嘌呤（A）脫

6、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），使鳥嘌呤（G）脫去氨基成為黃嘌呤（I）。前兩個變化均導致堿基錯配：,（5）脫嘌呤效應：一些化學物質（包括酶）可引起脫嘌呤作用， 如果不能有效的修復，由于模板鏈上沒有堿基，DNA聚合酶會錯誤地摻入堿基，則會導致堿基置換。腺嘌呤是最容易摻入的堿基。 （6）氧化性損傷堿基：氧自由基（如過氧化氫、羥基等）的氧化作用DNA，其主要產物是8—羥鳥嘌呤，它可引起G→T或 A

7、 →C的顛換。 （7）紫外線損傷：紫外線可引起G → A和C → T的置換。另外紫 外線還可以引起嘧啶二聚體的形成而改變DNA的空間結構。,2.1.2 移碼突變移碼突變：基因編碼序列中插進額外堿基或缺失應有堿基引起插入或缺失點及后面編碼信息發(fā)生改變?？梢疱e義、無義及通讀等一系列突變。,移碼突變：脫嘌呤、DNA嵌入劑的嵌入、以及DNA復制錯誤、輻 射等很多原因都可引起移碼突變。,2.1.3 基因內外非編碼區(qū)的突變（1

8、）內含子突變（一般為中性突變） （1）突變破壞內含調控元件時： （2）突變產生隱秘的剪接位點時： （3）突變剪接位點時：（2）非翻譯區(qū)域突變（一般為中性突變），但有時會通過影 響蛋白質合成、RNA穩(wěn)定性或RNA轉 移來影響 轉錄