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第七章微生物的遗传和变异_图文


第七章

微生物的遗传和变异

?微生物的变异现象 ?遗传和变异的物质基础(略) ?基因突变(略)

?遗传物质的转移和重组(略) ?微生物遗传的应用

概念

? 微生物的遗传性:微生物亲代与子代的相似 ? 性,即在一定条件下,其生物学特 ? 性包括形态、结构、生长繁殖、代 ? 谢、毒力、抗原性,以及对药物的 ? 敏感性等都相对稳定,并通过DNA复 ? 制将亲代的特性传递给下一 代, ? 保持种属的特异性。 ? 微生物的变异性:微生物子代和亲代之间 ? 之间在性状上存在的某种差异性。

一、微生物的遗传变异现象 ?形态与结构变异 ?菌落形态变异 ?毒力变异 ?酶活力变异 ?抗药性变异

形态改变1
? 3-6% NaCl 鼠疫杆菌────→多形态性(衰残型) 琼脂培基

形态改变2

? 青霉素、溶菌酶 正常形态细菌 L型变异 抗体或补体 (部分或完全失去胞壁)

正常霍乱弧菌

霍乱弧菌L型

特殊结构的改变:
42-43℃ 炭疽杆菌────→失去形成芽胞能力, 毒性减弱 10-20天

0.1%石炭酸
变形杆菌(有鞭毛) (无鞭毛)

鞭毛变异

菌落变异
在陈旧培养基 中长期培养

光滑型菌落 S

粗糙型菌落 R

原因:失去LPS的特异多糖

毒力改变1
β棒状噬菌体
白喉棒状杆菌 获得白喉毒素

毒力改变2
1923年:

胆汁、甘油、马铃薯培养基 牛型结核杆菌 卡介苗 (有毒) 13年(230代) (弱毒,保持抗原性)

酶活性的改变:
乳糖
β-半乳糖苷酶 半乳糖苷渗透酶 半乳糖苷转酰酶

大肠埃希菌

环境无乳糖,则不产生三种酶

耐药性改变:

痢疾杆菌

含链霉素培基 依赖链霉素株 ( 耐药菌株 )

? 二、微生物遗传和变异的物质基础

?真核微生物的遗传物质:DNA ?原核微生物的遗传物质:DNA

?病毒的遗传物质:DNA或RNA

三、 菌种的保藏和复壮
(一)菌种保藏: 1. 目的: (1)存活,不丢失,不污染 (2)防止优良性状丧失 (3)随时为生产、科研提供优良菌种

2. 原理:
?选用优良的纯种(最好是孢子和芽胞); ?创造降低微生物代谢活动强度,生长繁殖 受抑制,难以发生突变的环境条件。

环境要素

干燥 低温 缺氧 缺营养 添加保护剂

3、常用的菌种保藏方法

(1)斜面低温保藏法
方法:菌种管置4℃冰箱保藏,定时传代 条件:低温 适用范围:各类微生物 保藏时间:3-6个月

(2)液体石蜡低温保藏法 方法:橡皮塞取代棉塞、加液体石蜡油, 置4℃冰箱 条件:低温、缺氧 适用范围:各类微生物 保藏时间:1-2年

(3)干燥保藏法: 方法:将菌种置于细砂、土壤、滤纸、硅 胶等干燥材料上,置4℃冰箱保 藏,如砂土管法。 条件:低温、干燥、缺营养 适用范围:孢子和芽胞 保藏时间:几年至几十年。

(4)冷冻干燥保藏法
方法:将菌种用脱脂牛奶、血清做保护

剂,置安瓿瓶中,-70 ~ -30℃冷
冻干燥,置4℃保藏。

条件:干燥、低温、缺氧、保护剂
适用范围:三菌和病毒

保藏时间:5~10年,是目前最好的方法。

(5)超低温保藏法 方法:用脱脂牛奶、甘油做保护剂,保存 于-70超低温冰箱或液氮 (-196 ~ -156℃ ) 条件:低温、保护剂 适用范围:各类微生物 保藏时间:数年,较理想的方法。

国内外菌种保藏机构
?菌种保藏机构的任务:广泛收集科研
和生产菌种、菌株,并加以妥善保管, 使之达到不死、不衰、不乱以及便于研 究、交换和使用的目的。

?菌种保藏机构:
中国微生物菌种保藏委员会(CCCM) 美国的典型菌种保藏中心(ATCC) 英国国家典型菌种保藏所(NCTC) 法国里昂巴斯德研究所(IPL)

各国主要菌种保藏机构
单位名称
中国科学院武汉病毒所菌种保藏中 心 中国科学院微生物研究所菌种保藏 中心

单位 缩写

单位名称
轻工部食品发酵工业科学研究所 中国医学科学院皮肤病研究所 国家医药总局四川抗生素研究所 农业部兽医药品监察所 日本微生物菌种保藏联合会

单位 缩写

卫生部药品生物检定所
中国医学科学院病毒研究所 华北制药厂抗生素研究所 世界菌种保藏联合会 美国农业部北方研究利用发展部 美国农业研究服务处菌中收藏馆 美国Upjohn公司菌种保藏部 加拿大Alberta大学霉菌标本室 加拿大国家科学研究委员会 法国典型微生物保藏中心 WFCC NRRL ARS UPJOHN UAMH NRC CCTM

JFCC AHU ATU IAM IID MTU IFO AUT

北海道大学农学部应用微生物教研 室 东京大学农学部发酵教研室 东京大学应用微生物研究所 东京大学医学科学研究所 东京大学医学院细菌学教研室 大阪发酵研究所 广岛大学工业学部发酵工业系

捷克和斯洛伐克国家菌保会
荷兰真菌中心收藏所 英联邦真菌研究所

CNCTC
CBS CMI

新西兰植物病害真菌保藏部
德国科赫研究所 德国发酵红叶研究所微生微生物收 藏室

PDDCC
RKI MIG

(二) 菌种的复壮
使衰退的菌种恢复原来优良性状。是指在 菌种已发生衰退的情况下,通过纯种分离和生 产性能测定等方法,从衰退的群体中找出未衰 退的个体,以达到恢复该菌原有典型性状的措 施。 步骤:
纯种分离 生物学性状检测 生产性能检测 衰退的淘汰 未衰退的继续使用或保藏

1、菌种的复壮措施:
(1)纯种分离:(平板划线法、涂布法、倾注 法、单细胞挑取法等)。 (2)通过寄主体内生长进行复壮 (3)淘汰已衰退的个体 (4)采用有效的菌种保藏方法。

A

(a)倾 注 (b)涂 布

平板划线法

倾注法

涂布法

2、防止菌种衰退的方法: (1)控制传代次数 (2)选择合适的培养条件 (3)采用不同类型的细胞进行传代 (4)采用有效的菌种保藏方法

小结
? 微生物的遗传变异的物质基础是核酸。 菌种保藏有多种方法,实际工作中根据 需要选择。



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