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工业微生物育种思考题
工业微生物育种思考题
1.工业菌种的微生物应具有什么基本特征?
⏹非致病性;
⏹适合大规模培养工艺要求;
⏹利于规模化产品加工工艺;
⏹具有相对稳定的遗传性能和生产性状;
⏹形成具有商业价值的产品或具有商业应用价值。
2.育种思路原则是什么?
⏹解除或绕过限速酶
⏹提高前体浓度
⏹调节代谢途径,减少副产物及有毒代谢产物
⏹抑制或消除分解酶
⏹提高产物分泌能力
⏹消除产物抑制和提高底物耐受性
3.概述工业微生物育种方法。
一、传统育种方法
(一)以基因突变为理论基础的育种方法:
(1)诱变育种:
是用人工诱变方法诱发微生物基因突变,通过随机筛选,从多种多样的突变体中筛选出产量高、性能优良的突变体,并找出突变体的最佳培养基和培养条件,使突变体在最适环境条件下大量合成目的产物。
诱变、筛选和改变环境因素是诱变育种的3个重要环节。
(2)推理育种:
是根据微生物代谢产物的生物合成途径和代谢调节机制,选择巧妙的技术路线,通过人工诱发突变的技术获得改变微生物正常代谢调节的突变株,从而人为地使目的产物选择性地大量合成和积累。
特点:
打破了微生物代谢调节机制这一限制目的产物大量积累的天然屏障;优点:
定向、工作量适中、效率高。
(二)以基因重组为理论基础的育种方法:
杂交育种:
通过微生物杂交将不同菌株的遗传物质进行转移、交换、重组,使不同菌株的优良特性集中于一个重组体中。
可以扩大变异范围、改变产品的产量和质量,甚至创造出新产品。
包括常规杂交育种,原生质体融合,转导育种,转化育种等。
二、微生物分子育种技术
(一)重组DNA技术:
也称基因克隆,是将一个含目的基因的DNA片段经体外操作与载体连接,并转入到受体细胞,使之在受体细胞内扩增、表达的操作过程。
操作过程通常包括以下步骤:
①含目的基因的DNA片段的分离与制备;②载体的构建;③含目的基因的DNA片段与载体相连接;④将重组分子送入受体细胞,并在其中复制、扩增;⑤筛选带有重组DNA分子的转化细胞;⑥鉴定外源基因的表达产物。
重组DNA技术实施的4个必要条件:
工具酶,基因,载体和受体细胞。
(二)定向进化:
是指在试管中进行的“分子进化”,即在实验室人工控制的条件下模拟和加速生物分子向特定目标进化的过程。
其对象可以是蛋白质或多肽,也可以是核酸和其他大分子,甚至是一些生物体中的小分子。
通过人工合成或借助于重组DNA技术,人为地制造大量的变异体,然后按照特定的需要和目的,给予选择压力;或通过高通量筛选技术,将满足特定目的的分子筛选出来。
其过程包括构建文库和筛选两部分。
(三)基因组重排:
该技术可看成是一种细胞水平的体内定向进化技术,可用来改造细菌的基因组,实现表型的改良。
经典杂交技术在每一代只有两个亲本进行重组,而重排技术则具有多亲本杂交的优势,对细菌群体进行重复的基因组重排可以有效构建新菌株的组合文库。
(四)代谢工程:
利用DNA重组技术修饰细胞中特定生物化学反应(代谢途径)或引入新的生物化学反应,以提高特定代谢物的产量或改善细胞的其他性能的学科。
应用领域主要有:
①提高细胞已有的化学物质的产量;②产生宿主细胞本身不能合成的新物质;③扩展细胞的底物使用范围;④形成降解毒性物质的新催化活性;⑤修饰细胞的其他生物学特性。
采取的策略主要有:
①在现存途径中提高目标产物的代谢流;②在现存途径中改变其物质流的性质;③利用已有途径构建新的代谢旁路。
4.你认为与工业微生物育种有关的最重要发现或发明有那些?
为什么?
(1)1684年,列文虎克发现细菌:
只有发现了微生物的存在,才能有后来的一系列研究和发现,为其提供进一步研究的前提和基础条件
(2)1881年,科赫研究纯培养细菌的方法:
纯培养方法的建立,使需要的目的菌株能从混杂的微生物中分离出来,为对其进行专一的研究提供了方便,并且为纯种发酵提供了理论依据。
以纯培养的方式分离出能制造有用物质的细菌和真菌,才开始有可能选出适用于特定需要的菌株,这是对微生物控制及改良的起步。
(3)1929年,弗莱明发现青霉素:
青霉素的发现及其大容量的市场需求促进了相应发酵行业多方面的发展,也促使人们对发酵机理进行更多的研究,并不断选育更优良的生产菌株,促使工业育种的发展
(4)1940年,发现红色脉孢菌的突变,及1943年细菌的突变:
突变的发现,促进了以后对微生物突变机制的研究,为遗传物质的发现提供了起点,也为诱变育种提供了事实材料和理论基础
(5)1944年,证明DNA是遗传物质:
发现DNA是遗传物质,是遗传学里的一项重大突破,为后来的诱变育种、基因重组育种、基因工程等准备了理论基础
(6)1953年,沃森和克里克发现了基因的结构:
基因结构的发现,不但使人们清楚了基因的结构,促进了遗传学的发展,也为在分子水平上改造微生物的遗传物质以获得具有优良生产性能的菌株提供了条件,试可行的基因改造成为可能
(7)1977年DNA序列分析,及1988年PCR反应:
DNA序列分析和PCR反应,为分子水平上进行研究和育种工作提供了方便有效的实用方法和手段
(8)1995年细菌基因组的完整序列,及1999年百余种微生物基因组序列的测定:
为我们进行微生物遗传物质和机理的研究提供了丰富的材料和数据,为重组和基因工程育种提供了更多知识背景和研究素材,促进新的育种方法的开发
5.名词解释:
基因和基因组,基因型和表现型
基因:
是含特定遗传信息的核苷酸序列,是遗传物质的最小功能单位,在染色体上呈线状排列,也称为遗传因子,是控制性状的基本遗传单位。
基因通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息,从而控制生物个体的性状表现。
基因组,Genome,一个细胞或者生物体所携带的一套完整的单倍体序列,包括全套基因和间隔序列。
因组应该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。
基因型:
基因型是指生物的遗传型,是生物体从它的亲本获得全部基因的总和,即它的全套DNA。
一个微生物的基因型由它的遗传信息组成,它编码微生物的所有特性,基因型代表潜在的特性,但并不是特性本身。
表现型:
是与基因型相对应的概念,表现型是一个生物体的实际外表特征如大小、重量、颜色等。
表现型主要受生物的基因型和环境影响。
表现型是基因型的表现。
从某种意义上说,微生物的表现型是它蛋白质的总和。
6.简述如何采集自然界微生物样品
●采样--何处采样
要根据筛选的目的,微生物的分布概况及菌种的主要特征与外界环境关系等,进行综合地、具体地分析来决定。
由于土壤是微生物的总来源和大本营,尤其细菌和放线菌在土壤中存在得更多。
就是水和空气中的微生物也是从土壤中散发出去的。
所以,如果我们不知道某种产品的微生物属类或某些特征时,一般都可以土壤为样品进行分离。
一般有机质较多的土壤,微生物数量也多。
在田园土和耕作过的土中,以细菌和放线菌为主;在有很多动植物残体的土壤中,在沼泽土中,酵母和霉菌就较多。
土壤的植被情况对微生物的类型有着一定关系。
如豆科植物下的土,根瘤菌较多;果树下的土,酵母菌较多。
但是,由于这方面的研究进行得不多,很难说有一定的规律,但在采样时加以注意,对我们今后的工作会有帮助。
●采样--什么季节
春秋季温度、湿度对微生物的生长繁殖最合适,因此,土壤中微生物数量最多,所以春秋两季采样是合适的。
在采样时,还应注意水分的问题。
土壤中水分过多,往往造成缺氧状态,因此,即使具有酵母、霉菌需要的温度、湿度,但也不利于其生长。
放线菌也在水分较少的情况下繁殖得好。
一般应避免雨季采土,而以秋季采土比较理想。
除此以外,土壤的酸碱度也应注意,细菌和放线菌在中性或微碱性土壤中较多,而酵母菌和霉菌则在偏酸性土壤中居多。
●采样--方法
采土的深度不同,其通风、养分、水分、光照等情况就不同,表层土由于日光直接照射,水分也较少,所以不利微生物生长,数量也少,一般离表层5-15厘米深处的土含微生物最多。
采土方法多在选好适当地点后,用小铲子除去表土,取离地面5-15厘米处的土几十克,盛入预先消毒过的牛皮纸中(塑料袋最好),扎好,记录采样时间、地点、环境情况等,以备查考。
采样后的环境与天然条件有着不同程度的差异,微生物逐渐死亡而减少,种类也会起变化,所以应尽快分离。
7.简述野生型菌株的分离与筛选的步骤
基本步骤如下:
调查研究(包括查阅资料)—实验方案设计(确定采样的生态环境)—采样—增殖培养—平板分离—根据实际情况进行定性或半定量测定—初筛:
一株一瓶—复筛:
一株3-5瓶—第四次平板分离—第四次原种斜面—再复筛(初步工艺条件摸索)—较优菌株1-3株—保藏
(1)收集微生物资源(采样):
用于分离微生物的样品通常为土样、植被和植物瓜果等。
为了尽可能的涵盖各类微生物,要在广阔的、分散的地点多点采集样品,最好是不同的大陆地理带和进化带,这将会进一步增加微生物的种类。
采土样时,应取离地面5-15cm处的土,并尽快分离。
(2)增殖培养:
为了提高样品中目的菌的数量和比例,需要进行增殖培养,主要通过控制营养成分、培养基的酸碱度和培养温度,以及热处理和添加抑制剂等方法。
(3)纯种分离:
为了将目的菌从混杂的微生物中分离出来,获得纯培养,需要进行纯种分离,主要有涂布平板分离法、倾注平板分离法、平板划线分离法和组织分离法。
纯种分离时可以根据菌种特性采用一些平皿反应快速检出法,如透明圈法、变色圈法、生长圈法、抑菌圈法纸片培养显色法等。
(4)初筛:
是指对具有潜在工业应用价值的微生物的检测和分离,理想的初筛方法应快速、灵敏、经济。
初筛以量为主,对所分离的菌株进行略粗放的生产性能测试。
初筛也用到根据菌种特性的一些平皿反应快速检出法,另外还有纸条法、浓度梯度平皿检测法等。
(5)复筛:
是进一步挑出那些确实有工业应用价值的微生物,排除那些不具有潜力的微生物。
复筛以质为主,对经初筛所获得的少量生产潜力较大的菌株进行比较精确的生产性能测试,并考察产量的稳定性。
复筛可反复进行多次,直至选出最优的1-3株。
采样
↓(以可溶性淀粉为唯一碳源)
增殖培养
↓(以生淀粉为唯一碳源)
平板分离(初筛)
↓
原种斜面
↓
摇瓶筛选
↓
复筛
↓
菌株获得
8.简述选择性培养基在育种中的应用及富集培养在育种中作用
①选择性培养基:
是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基。
利用这种培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来,但这种富集和选择性是相对的,在这种培养基上生长的微生物并不是一个纯种。
作用:
利用这类培养基可以从杂居多种微生物的样品中较容易的分离出目的被标记有特殊生理性能的微生物,若能将培养基的营养成分与培养的环境条件(如通气、温度、渗透压等)结合起来,分离效果更佳。
②富集培养基:
是为分离某类微生物而加入助长该类微生物的营养物质或加入抑制其他微生物生长的抑菌剂的培养基。
作用:
可以通过富集将目的微生物的数量增大,以便进一步进行分离。
主要是根据不同种类微生物对碳氮源、PH、温度、需氧等生理因素的要求不同进行控制,以达到分离纯化的目的。
富集培养对于那些样品中含有的微生物数量较少的样品是必须的,但如果按照通常分离方法即能得到足够数量的微生物,则不必进行富集培养,可以直接进行分离纯化。
9.诱变菌悬液的制备要考虑哪些因素?
为什么要这样制备诱变菌悬液?
①选择合适的介质。
菌悬液一般可用生理盐水或缓冲液制备,特别是用化学因素处理的,要用缓冲液,因很多化学诱变剂需要在一定的pH值环境中才能发挥作用,而且在处理过程中pH值也会变动。
②使细菌或孢子要处于良好的分散状态。
使细菌分散均匀的方法是先用玻璃珠振荡分散,然后再用脱脂棉或过滤纸过滤。
对于酵母等个体较大的细胞,可以换用两层擦镜纸过滤,经过如此处理,分散度可达90%以上,供诱变处理较为合适。
③调节适当的细胞或孢子浓度。
一般处理真菌孢子或酵母细胞悬浮液的浓度大约为106-1010个/mL。
放线菌或细菌密度大些,可在108个/mL左右。
悬浮液的细胞数可用平板菌落计数法估计活菌数,也可用血球计数器或光密度法测定细胞总数,其中以活菌计数较为准确。
④细胞要求同步,并且处理的细胞的菌龄是在生理活性最旺盛的对数期。
这时细胞遗传性状稳定,对诱变剂敏感,突变率高,重现性也好。
用单细胞菌悬液诱变处理的理由是:
如果几个细胞在一起,诱变时受的剂量不均匀,几个细胞变异情况不一致,长出的菌落就有几种状态的细胞,每批、每代筛选结果将产生很大差异,给筛选造成很大麻烦,不能将真正的菌种筛选出来。
10.简述工业微生物物诱变育种程序是什么?
诱变育种的工作程序如下:
出发菌株--分离纯化、筛选--斜面--同步培养--离心洗涤--玻璃珠振荡打散--过滤--单细胞或孢子悬浮液--诱变处理--后培养--平板分离--斜面--初筛--复筛--分离筛选--保藏及扩大试验
诱变菌种的基本步骤:
出发菌株的选择,诱变菌株的培养,诱变菌悬液的制备,诱变处理,后培养,突变株的分离与筛选等。
①出发菌株的选择:
出发菌株应对诱变剂的敏感性强,变异幅度大。
用作出发菌株的菌常有以下几类。
第一类是从自然界分离的野生型菌株。
第二类是诱变育种中常采用的,对在生产中自发突变而经筛选得到的菌株进行诱变。
这类菌株类似野生型菌株,容易得到好的效果。
第三类是对已经诱变过的菌株进行再诱变。
作为出发菌株,必须具有合成目的产物的代谢途径。
这在选育氨基酸和核苷酸类的生产菌时尤为重要。
另外,出发菌最好是单倍体的单核细胞。
②诱变菌株的培养:
若出发菌株是细胞或酵母菌等单细胞微生物,一般采用营养细胞进行诱变处理。
其目的是将诱变细胞的生理状态调整到处于同步生长状态的旺盛的对数生长期,而细胞内又含有丰富的内源性碱基。
对于丝状菌,一般取其孢子进行处理,因为多数丝状菌的孢子是单核,经诱变处理后不易发生分离现象。
③诱变菌悬液的制备
④诱变处理:
诱变处理包括三方面内容:
诱变剂的选择,剂量的选择,诱变处理方式。
诱变剂有化学诱变剂和物理诱变剂两种。
化学诱变剂如甲基磺酸乙酯、亚硝基胍等。
物理诱变剂如紫外线,离子束,电离辐射等。
目前处理剂量已从以前采用的致死率90%-99.9%的剂量降低到致死率为70%-80%,甚至更低的剂量,特别是对于高产菌株更偏低。
对于多核细胞或孢子来说,则宜采用较高的诱变剂量。
诱变处理方式有单一诱变处理、复合处理、不同诱变剂交替处理、同一诱变剂连续处理以及紫外线与光复活交替处理等。
⑤后培养:
诱变处理后,立即将处理过的细胞转移到营养丰富的培养基中进行培养,使突变基因稳定、纯合并表达。
后培养所用的培养基的营养一定要丰富,必须含有足量的氨基酸和嘌呤嘧啶碱基。
⑥突变株的分离与筛选:
筛选工作分为初筛和复筛。
初筛在初筛阶段,要在工作条件固定的情况下,尽快地把较多的菌株筛选完。
复筛时为了更有效地获得生产用菌株,还可参照生产的工艺条件来就进行试验。
11.如何选用诱变剂和诱变方法?
(1)诱变剂的选择:
①根据诱变剂作用的特异性来选择诱变剂
选择诱变剂要注意,诱变剂主要是对DNA分子上的某些位点发生作用,如紫外线的作用主要是形成嘧啶二聚体;亚硝酸主要作用于碱基上,脱去氨基变成酮基;碱基类似物主要取代DNA分子中的碱基;烷化剂亚硝基胍对诱发营养缺陷型效果较好;移码诱变剂诱发质粒脱落效果较好。
②根据菌种的特性和遗传稳定性来选择诱变剂对遗传稳定的菌种,可以采用尚未使用过的、诱变谱宽、诱变率高的强诱变剂;对遗传性不稳定的菌种,可以先进行自然选育,然后采用缓和的诱变剂进行诱变处理。
对经过长期诱变后的高产菌株,以及遗传性不太稳定的菌株,宜采用较缓和的诱变剂和低剂量处理。
选择诱变剂和诱变剂量,还要考虑选育的目的。
筛选具有特殊特性的菌种或要较大幅度提高产量,宜采用强诱变剂和高剂量处理。
对诱变史短的野生型低产菌株,开始时宜采用强诱变剂、高剂量处理,然后逐步使用较温和诱变剂或低剂量进行处理。
③参考出发菌株原有的诱变系谱来选择诱变剂诱变之前要考察出发君主的诱变系谱,详细分析、总结规律。
要选择一种最佳的诱变剂,同时要避免长期用同一种诱变剂。
(2)诱变方法的选择:
诱变剂的处理方式有单因子处理和复合因子处理两种方式。
单因子处理指采用单一诱变剂处理出发菌株;而复合因子处理指两种以上的诱变剂诱发菌体突变。
复合因子处理又可分为如下几种方式:
两个以上因子同时处理;不同诱变剂交替处理;同一诱变剂连续重复使用;紫外线光复活交替处理。
复合因子处理时需要考虑两个问题,即诱变剂处理时间与诱变效应的关系以及诱变剂处理先后和协同效应问题。
一般来说,低浓度长时间处理较高剂量短时间处理效果好;先用弱诱变因子后用强诱变因子往往是比较有效的。
另外,诱变剂的处理方式也可分为直接处理方法和生长过程处理方法。
直接处理方法是指先对出发菌株进行诱变处理,然后涂平板分离突变株。
生长过程处理方法适用于某些诱变率强而杀菌率低的诱变剂,或只对分裂DNA起作用的诱变剂。
生长过程处理方法通常采用以下几种做法:
一是将诱变剂假如培养基中涂平板;二是现将培养基制成平板,再将诱变剂和菌体加入平板;三是摇瓶振荡培养处理,即在摇瓶培养基中加入诱变剂,经摇瓶培养后涂平板。
12.举例特殊性能变异株的初筛方案设计。
(1)定向筛选组氨酸营养缺陷型突变菌株
菌种:
北京棒杆菌;培养基:
完全培养基(C.M.)、基本培养基(M.M.)、种子培养基(S.M.)、无氮基本培养基、二倍氮源高渗培养基、补充培养基(M.M.+His)
方法:
青霉素法定向筛选His-菌株
①NTG诱变:
将对数生长前期的种子液离心、洗涤3次,打散至分散度高于90%,用pH6.98的磷酸缓冲液悬浮至菌浓约108~109/ml,转入已配制好的NTG溶液中,至NTG浓度为0.25mg/ml、菌浓为108/ml,28~30℃水浴锅中诱变30min(致死曲线已作),离心、洗涤3次,悬浮菌体,待用NTG有剧毒,操作时注意防护,实验结束后要妥善处理染毒器物,保障他人安全。
②中间培养:
将以上所得菌液以5%接种量,接入MM+His100ug/ml培养基,28℃下于220rpm培养6~8h,使细胞分裂几代,以排除表型延迟对实验结果的干扰,使得营养缺陷突变型表型充分表现出来。
③饥饿培养:
将以上菌液离心、洗涤2次后转接(接种量10%)至无氮基本培养基中培养至菌浓基本不再增加(根据O.D.600nm判断),以消耗菌体残留的氮源尤其是氨基酸类氮源④青霉素处理前的培养及青霉素处理:
向以上培养液中补加等体积的二倍氮源基本培养基,该培养基中含20%葡萄糖、100ug/ml氨基酸混合液(除组氨酸外)和0.02M的Mg2SO4,28℃下于220rpm培养至菌浓加倍,使得原养型菌株生长至对数期;向其中加入青霉素溶液,至最终浓度为2000单位/ml,置28℃水浴锅中静置保温处理,不时轻轻摇动,每30min镜检一次,至约有50%~60%细胞变为原生质体时,离心、洗涤3次,以停止青霉素的作用,使得原生质体破裂并洗去因原生质体涨破而释放出的营养物质;所得菌液稀释涂布MM+His平板,余者待用。
⑤青霉素处理后的浓缩培养:
以上菌液接MM+His(100ug/ml),培养6~8h,使得His-细胞(以及残余原养型细胞)增殖,所得培养物离心、洗涤2次以除去残存组氨酸,稀释涂布MM+His平板。
⑥His-突变株的筛选:
将MM+His平板上长出的菌落一一对应,先后点种至MM和MM+His(100ug/ml)平板上,挑选前者上不生长而后者上生长的菌落,复检,鉴定His-突变株。
13.代谢调控育种的基础与方法有那些?
代谢调控育种是通过遗传变异来改变微生物的正常代谢,使某种代谢产物形成和积累。
在代谢调节控制育种中通过特定突变型的选育,人为地打破微生物细胞内代谢的自动调节,改变代谢流向,减少或切断支路代谢产物的形成以及提高细胞膜的通透性,使目的代谢产物大量累积。
从细胞生理的角度上看选育获得的都是代谢异常的突变株。
微生物代谢调控育种的措施很多,主要包括以下几种:
营养缺陷型突变,渗漏营养缺陷突变,营养缺陷回复突变,结构类似物抗性突变等的筛选。
14.筛选营养缺陷型菌株在操作上应注意那些?
①配制培养基及试剂时所用水必须为不含杂质或其他微量元素的纯净水,培养皿三角瓶等玻璃仪器需用水彻底清洗干净,防止带入杂质影响实验结果。
②单核细胞在对数生长期,由于细胞分裂,在一个细胞中常常有两个核,若变异发生在一个核上时必须经过一代繁殖,才能把一个变异了的细胞和没有变异的细胞分开。
如果是多核细胞,必须繁殖几代,才能把各种类型的核各个分离开来。
这种现象对各种细胞都是存在的。
为了减少以后筛选中再产生这种分离的混种现象,所以在缺陷型首次分离之前,先进行中间培养是必要的,中间培养用的培养基可以是完全培养基,也可以是补充培养基。
③淘汰野生型时,浓缩前应在无氮培养基中培养一段时间耗尽细胞内所含的养料,避免在处理期间由于细胞自溶产生的营养物质促进缺陷型细胞的生长。
15.经典基因重组方法有那几种?
遗传物质的转递有什么不同?
一、同源重组:
发生在同源序列间的重组,又称基本重组,是最基本的DNA重组方式,通过链的断裂和再连接。
在真核生物减数分裂中发生的同源重组是一种交互重组;在细菌的转化、接合和普遍性转导中所发生的同源重组是一种单向重组,即仅受体发生重组,供体并未发生改变。
(1)真核生物中,两个DNA分子同源序列间单链或双链片段的交换。
①对于有性生殖的霉菌和酵母:
主要通过两个有性孢子之间的结合,在减数分裂过程中实现涉及整个染色体组的基因重组。
②对于不进行典型有性生殖的某些霉菌:
可以在准性生殖过程中实现基因重组,通过两个体细胞之间的结合,在有丝分裂过程中实现涉及整个染色体组的基因重组。
(2)原核微生物的基因转移与重组:
①细菌的接合:
主要存在于大肠杆菌等菌中,在供体、受体细菌细胞的暂时沟通中,受体菌接受供体菌的部分染色体形成局部合子,通过染色体的双交换而实现基因重组。
结合需要一种松弛型的环状DNA质粒作为介质,结合需要细胞间的直接接触,并且接合细胞必须具备相对的接合型。
②转导:
以噬菌体为媒介而将供体菌的个别或少数基因传递给受体菌,然后在受体菌中实现基因重组。
转导分两步,首先噬菌体感染细菌,细菌裂解释放出携带有供体菌染色体基因的转导噬菌体,转导噬菌体感染受体菌,将所携带的供体染色体基因传递到受体菌内。
包括普遍性转导和局限性转导,前者只能传递供体细菌染色体上原噬菌体整合位点附近少数基因的转导,后者则能传递供体细菌染色体上任何基因的转导。
③转化:
受体菌直接吸收供体菌的游离DNA,并将其整合到自己烦人染色体基因组中发生基因重组而获得后者遗传性状的现象。
二、位点特异性重组:
发生在特殊位点上,此位点含有短的同源序列,供重组蛋白识别。
最典型的位点特异性重组是λ噬菌体在att位点整合到E.coli的基因组中。
三、转座重组:
转座是重组的特殊类型,是由转座子产生的特殊行为。
转座的机制依赖于DNA的交错切割和复制,不依赖于同源序列。
四、原生质体融合:
指用物理、化学或生物学的方法,促进两亲株原生质体融合,经过染色体交换、重组而达到杂交目的,通过筛选获得集两亲株优良性状于一体的稳定融合子的过程。
与常规的基因重组相比,基因重组的频率提高,重组的亲本范围扩大、融合子集中两亲本优良性状的机会增大。
16.简述原生质体融合育种的特点。
原生质体系列育种技术主要有原生质体融合、原生质体转化技术,此外尚有原生质体诱变育种等。
原生质体融合育种是基因重组的一种重要方法。
●杂交频率较高
●受结合型或致育型的限制较小
●遗传物质传递更为完整
●存在着两株以上亲株同时参与融合形成融合子的可能性
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