7.1微生物的遗传变异和育种

null第七章 微生物的遗传变异与育种第七章 微生物的遗传变异与育种研究微生物遗传学的意义研究微生物遗传学的意义微生物是研究现代遗传学和其它许多主要的生物学基本理论问题中最热衷的研究对象。 对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现代分子生物学和生物学的发展，而且为育种工作提供了丰富的理论基础，促使育种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、从随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。遗传与变异的概念遗传（heredity inheritance） ：亲代与子代相似 亲代生物的性状在子代得到表现；亲代生物传递给子代一套实现与其相同性状的遗传信息。 特点：具稳定性。变异（variation） ：亲代与子代、子代间不同个体不完全相同遗传（inheritance）和变异（variation） 是生命的最本质特性之一遗传与变异的概念null（1）遗传型（genotype）生物的全部遗传因子及基因 又称基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组（genome）所携带的遗传信息。 其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息。 是一种内在可能性或潜力四个基本概念null（2）表型（phenotype）具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的形态等生物学特征的总和。 又称表现型，指某一生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是其遗传型在合适环境下通过代谢和发育而得到的具体表现。 是一种现实存在null表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。null（3）变异遗传型变异（基因变异、基因突变）： 指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变，亦即遗传型的改变。变异的特点： a.在群体中以极低的几率出现，（一般为10-5～10-10）； b.性状变化的幅度大； c. 变化后形成的新性状是稳定的，可遗传的。null指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型变化。特点是： a.几乎整个群体中的每一个个体都发生同样的变化； b.性状变化的幅度小； c.因遗传物质不变，故饰变是不遗传的。 引起饰变的因素消失后，表型即可恢复。（4）饰变（modification）例如：粘质沙雷氏菌：在25℃下培养，产生深红色的灵杆菌素；在37℃下培养，不产生色素；如果重新将温度降到25℃，又恢复产色素的能力。null微生物是遗传学研究中的明星： 微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，方便建立纯系。 很多常见微生物都易于人工培养，快速、大量生长繁殖。 对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，操作性强。第一节 遗传变异的物质基础第一节 遗传变异的物质基础null种质连续理论：1883－1889年间Weissmann提出。认为遗传物质是一种具有特定分子结构的化合物。 基因学说：1933年摩尔根（Thomas Hunt Morgan）发现了染色体，并证明基因在染色体上呈直线排列，提出了基因学说，使得遗传物质基础的范围缩小到染色体上。 DNA是遗传变异的物质基础的证明：1944年以后，先后有利用微生物为实验对象进行的三个著名实验的论证（肺炎球菌的转化试验、噬菌体感染试验、病毒的拆开与重建试验），才使人们普遍接受核酸才是真正的遗传物质。 一、3个经典实验 （一）经典转化试验 一、3个经典实验 （一）经典转化试验 最早进行转化（transformation）实验的是F. Griffith（1928年），他以Streptococcus pneumoniae （肺炎链球菌，旧称“肺炎双球菌”）作为研究对象。null（1）动物实验著名的肺炎球菌转化试验S型，致病菌， 具荚膜，菌落表面光滑（smoth）R型，非致病菌， 无荚膜，菌落表面粗糙（rough）S型R型加热灭菌热死S菌＋活R菌nullnull（2）细菌培养试验（3）S型菌的无细胞抽提液试验null以上实验说明： 加热杀死的S型细菌细胞内可能存在一种转化物质，它能通过某种方式进入R型细胞并使R型细胞获得稳定的遗传性状，转变为S型细胞。nullAvery在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验null（1）从活的S菌中抽提各种细胞成分（DNA，蛋白质，荚膜多糖等） （2）对各组分进行转化试验nullDNA被酶降解破坏的抽提物无转化活性只有S型细菌的DNA才能将R型转化为S型； 且DNA纯度越高，转化效率也越高。 说明S型菌株转移给R型菌株的，是以DNA为物质基础的遗传信息。（二）噬菌体感染实验（二）噬菌体感染实验 1952年，A.D.Hershey和M.Chase发表了证明DNA是噬菌体的遗传物质基础的著名实验 ——噬菌体感染实验null32P－DNA核心的噬菌体35S－蛋白质外壳的噬菌体null实验证明， 进入细菌细胞内部的物质是DNA。 在DNA中存在着包括合成蛋白质外壳在内的整套遗传信息。（三）植物病毒的重建实验（三）植物病毒的重建实验 为了证明核酸是遗传物质，H. Fraenkel-Conrat（1956）用含RNA的烟草花叶病毒（TMV）进行了著名的植物病毒重建实验。将TMV在一定浓度的苯酚溶液中振荡，就能将其蛋白质外壳与RNA核心相分离。分离后的RNA在没有蛋白质包裹的情况下，也能感染烟草并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离出正常病毒粒子。选用TMV和霍氏车前花叶病毒（HRV），分别拆分取得各自的RNA和蛋白质，将两种RNA分别与对方的蛋白质外壳重建形成两种杂合病毒： 选用TMV和霍氏车前花叶病毒（HRV），分别拆分取得各自的RNA和蛋白质，将两种RNA分别与对方的蛋白质外壳重建形成两种杂合病毒： （1）RNA（TMV）­ 蛋白质（HRV） （2）RNA（HRV）­ 蛋白质（TMV） 用两种杂合病毒感染寄主： （1）表现TMV的典型症状病分离到正常TMV粒子 （2）表现HRV的典型症状病分离到正常HRV粒子。 上述结果说明，在RNA病毒中，遗传的物质基础也是核酸，是RNA。TMV HRVHRV TMVnull 通过3个具有历史意义的经典实验，得到了一个共同结论： 只有核酸才是负载遗传信息的真正物质基础。 二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式 （一）7个水平 二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式 （一）7个水平1. 细胞水平大部分或全部DNA都集中于细胞核或核区，不同种类微生物或同种微生物的不同细胞中，细胞核的数目不同。null2. 细胞核水平null3. 染色体水平（1）染色体数null（2）染色体倍数单倍体（heoloid）： 一个细胞中只有一套染色体。 双倍体（diploid）： 一个细胞中含有两套功能相同的染色体。指同一细胞中相同染色体的套数null4. 核酸水平（1）核酸种类 （2）核酸结构 （3）DNA长度 DNA长度即基因组的大小，一般可用bp（碱基对，base pair）、kb（千碱基对，kilo bp）和Mb（百万或兆碱基对，mega bp）作单位。null5. 基因水平基因是生物体内一切具有自主复制能力的 最小遗传功能单位， 其物质基础是一条以直线排列、 具有特定核苷酸序列的核酸片段。 由众多基因构成了染色体。null原核生物基因系统： 结构基因 操纵子 操纵基因 基因调控系统 启动基因（启动子） 调节基因null6. 密码子水平遗传密码（genetic code）是指DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸排列顺序。 遗传密码的信息单位是密码子（codon），每一密码子由3个核苷酸序列即一个三联体（triplet）所组成。一般都用mRNA上3个连续核苷序列表示。null7. 核苷酸水平腺苷酸（AMP） 胸苷酸（TMP） 鸟苷酸（GMP） 胞苷酸（CMP） 5－羟甲基胞嘧啶（二）原核生物的质粒 1. 定义和特点（二）原核生物的质粒 1. 定义和特点质粒： 一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。大小：约为1－1000kb，上面携带有数个到数十个甚至上百个基因。null另一类质粒的复制与核染色体的复制不同步， 在这类细胞中，一般含10～15个或更多质粒。严紧型复制控制（stringent replication control）松弛型复制控制（relaxed replication control）质粒的复制与核染色体的复制同步， 在这类细胞中，一般只含1～2个质粒；质粒是一种独立存在于细胞内的复制子（replicon）。根据自我复制能力的不同，可把质粒复制的控制形式分为2. 质粒的分子结构通常以共价闭合环状（covalently closed circle，简称CCC）的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中；也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒；质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb； （细菌质粒多在10kb以内）2. 质粒的分子结构null 质粒可以在细胞质中独立于染色体之外独立存在（游离态），也可以通过交换掺入染色体上，以附加体的形式存在。null质粒的主要功能在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能， 从而使宿主得到生长优势。质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的；4. 质粒的主要类型质粒所编码 的功能和赋 予宿主的表 型效应致育因子（Fertility factor，F因子） 抗性因子（Resistance factor，R因子） 产细菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid） 毒性质粒（virulence plasmid） 代谢质粒（Metabolic plasmid） 隐秘质粒（cryptic plasmid）4. 质粒的主要类型第二节 基因突变和 诱变育种第二节 基因突变和 诱变育种一、基因突变（genemutation）一、基因突变（genemutation）一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变 简称突变，是变异的一种，泛指细胞内（或病毒粒内）遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传的变化，可自发或诱导产生。突变几率一般很低（10-6～10-9）null从自然界分离到的菌株，简称野生型。 野生型经突变后形成的带有新性状的菌株，又称突变体或突变型。突变株（mutant）野生型菌株（wild type strain）（一）突变类型（一）突变类型 凡能用选择性培养基（或其他选择性培养条件）快速选择出来的突变株。选择性突变株（selective mutant）非选择性突变株（non-selective mutant）反之。★按是否比较容易、迅速地分离到发生突变的细胞来分：null表型基因型这里主要介绍几种常用的由于基因突变而造成微生物表型变化的突变型及其分离link1link1突变株的表型非选择性突变株选择性突变株抗性突变型（株）营养缺陷型（株）条件致死突变型（株）形态突变型（株）抗原突变型（株）产量突变型（株）1. 营养缺陷型（auxotroph） 1. 营养缺陷型（auxotroph） 某一野生型菌株因发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子、碱基或氨基酸的能力，因而无法在基本培养基正常生长的突变类型。必须在培养基中添加某种物质才能生长。null营养缺陷型突变株 在遗传学、分子生物学、遗传育种和遗传工程等研究中 ——十分重要表型判断的：在基本培养基(MM)上能否生长2. 抗性突变型（resistant mutant）2. 抗性突变型（resistant mutant） 指野生型菌株因发生基因突变，使菌株对对某化学药物或致死物理因子，特别是抗生素，产生抗性的抗性变异类型。null特 点：正选择标记 （突变株可直接从抗性平板上获得——在加有相应抗生素的平板上，只有抗性突变能生长。所以很容易分离得到。）3. 条件致死突变型（conditional lethal mutant）3. 条件致死突变型（conditional lethal mutant） 某菌株或病毒经基因突变后，在某种条件下可正常地生长、繁殖并呈现其固有的表型，而在另一种条件下却无法生长、繁殖，这种突变类型称为条件致死突变型。null在25℃下可感染其E. coli宿主 在37℃却不能感染Ts突变株即温度敏感突变株（temperature sensitive mutant，Ts mutant）是一类典型的条件致死突变株。E. coli的某些菌株在37℃下正常生长 不能在42℃下生长某些T4噬菌体突变株null产生Ts突变的原因在某特定的温度下具有功能在另一温度（一般为较高温度）下则无功能突变使某些重要蛋白质的结构和功能发生改变4. 形态突变型（morphological mutant）4. 形态突变型（morphological mutant）指由于突变而引起的个体或菌落形态的非选择性变异。null特点：非选择性突变 突变株和野生型菌株均可生长，但可从形态特征上进行区分。null举例：菌落颜色变化β半乳糖苷酶基因的插入失活5. 抗原突变型（antigenic mutant）5. 抗原突变型（antigenic mutant） 指由于基因突变引起的细胞抗原结构发生的变异类型，一般也属非选择性突变。 例如，细胞壁缺陷变异（L型细菌等）、 荚膜或鞭毛成分变异等。6. 产量突变型（metabolite quantitative mutant）6. 产量突变型（metabolite quantitative mutant） 通过基因突变而产生的在代谢产物产量上明显有别于原始菌株的突变株，称为产量突变型。null筛选高产正变株的工作对生产实践极其重要在育种实践上诱变育种 重组育种 遗传工程育种（二）突变率（mutation rate）突变率每一细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率例如，突变率为10-8的， 指该细胞在1亿次细胞分裂中，会发生1次突变。某一单位群体在每一世代（即分裂1次）中产生突变株（mutant，即突变型）的数目来表示例如，一个含108个细胞的群体，当其分裂为2×108个细胞时，即可平均发生一次突变的突变率也是10-8。（二）突变率（mutation rate）nullnull突变一般是独立发生的。某一基因发生突变不会影响其他基因的突变率。同一细胞中同时发生两个基因突变的几率是极低的。（三）基因突变的特点（三）基因突变的特点基因突变的7个共同点（1）自发性各种性状的突变， 可在无人为的诱变因素处理下自发地产生。null（2）非对应性突变的性状与引起突变的原因间 无直接的对应关系。（3）稀有性自发突变虽可随时发生， 但其突变率却是极低和稳定的，一般在10-6～10-9间。null某基因的突变率不受它种基因突变率的影响。（5）可诱变性自发突变的频率可因诱变剂（mutagen）的影响而大为提高（10～105倍）。（4）独立性null基因突变后的新遗传性状是稳定的、可遗传的。野生型菌株某一性状可发生正向突变（forward mutation），也可发生相反的回复突变（reverse mutation或back mutation ，也称回变）。（7）可逆性（6）稳定性（四）基因突变自发性和不对应性 的实验证明（四）基因突变自发性和不对应性 的实验证明在各种基因突变中，抗性突变最为常见。但在过去相当长时间内对这种抗性产生的原因争论十分激烈。 一种观点认为，突变是通过适应而发生的，即各种抗性是由其环境（指其中所含的抵抗对象）诱发出来的，突变的原因和突变的性状间是相对应的，并认为这就是“定向变异”，也有人称它为“驯化”或“驯养”。 另一种看法则认为，基因突变是自发的，且与环境是不相对的。由于其中有自发突变、诱发突变、诱变剂与选择条件等多种因素错综在一起，所以难以探究问题的实质。 从1943年起，经过几个严密而巧妙的实验设计，主要攻克了检出在接触抗性因子前已产生的自发突变株的难题，终于解决了这场纷争。null证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！三个著名实验变量实验、涂布实验、影印实验1.变量试验（fluctuation test）1.变量试验（fluctuation test）　　又称波动试验或彷徨试验。1943年，S. E. Luria和M. Delbrück根据统计学的原理，设计实验。null甲管乙管2.涂布试验（Newcombe experiment）2.涂布试验（Newcombe experiment）　　1949年，H.B.Newcombe在《NATURE》上发表了一篇与变量试验属同一观点的但实验更为简单的涂布试验结果。null3.平板影印培养试验（replica plating）3.平板影印培养试验（replica plating）　　1952年，J. Lederberg夫妇发表了一篇著名的《平板影印培养法和细菌突变株的间接选择》，它更好地证明了微生物的抗药性是在未接触药物前自发地产生的，这一突变与相应的药物环境毫不相干。nullnull影印的作用是保证这3个平板上所长出的菌落的亲缘和相对位置保持严格的对应性。（五）基因突变及其机制（五）基因突变及其机制仅影响一对碱基影响一段染色体1.诱发突变（induced mutation）　　诱发突变简称诱变，是指通过人为的方法，利用物理、化学或生物因素显著提高基因自发突变频率的手段。1.诱发突变（induced mutation）凡具有诱变效应的任何因素，都称诱变剂（mutagen）。(1)碱基的置换（substitution）(1)碱基的置换（substitution）　　碱基的置换只涉及一对碱基被另一对碱基所置换，属于典型的点突变。染色体的微小损伤（microlesion）(2)移码突变（frame-shift mutation，phase-shift mutation）(2)移码突变（frame-shift mutation，phase-shift mutation）　　指诱变剂使DNA序列中的一个或少数几个核苷酸发生增添（插入）或缺失，从而使其后面的全部遗传密码的阅读框架发生改变，并进一步引起转录和转译错误的一类突变。null 由移码突变所产生的突变株，称为移码突变株（frame-shift mutant）。DNA分子的微小损伤点突变null能引起移码突变的有效诱变剂——吖啶类染料原黄素吖啶黄吖啶橙α-氨基吖啶ICR类的化合物null由吖啶类化合物诱发的移码突变及其回复突变图示： （双线部分代表正常密码子，单线部分表示不正常）① 正常DNA链上的三联密码子：② 第三个密码子中增添一个碱基后的三联密码子：null③ 在第二个密码子上缺失一个碱基A后引起的变化：④ 增添一个碱基和缺失一个碱基后，其后的密码子又恢复正常：null⑥ 如缺失三个碱基，也只引起一段密码子不正常：⑤ 增添三个碱基后，只引起一段密码子不正常：null吖啶类化合物引起移码突变的机制：在DNA复制过程中使链上增添或缺失一个碱基，引起移码突变。吖啶类化合物嘌呤－嘧啶对平面型三环分子结 构 相 似嵌入两个相邻的DNA碱基对之间造成双螺旋的部分解开(3)染色体畸变（chromosomal aberration）(3)染色体畸变（chromosomal aberration）电离辐射（X射线等） 烷化剂 亚硝酸等某些强烈理化因子引起点突变DNA的大损伤（macrolesion）nullDNA的大损伤（macrolesion）染色体畸变缺失（deletion）重复（duplication）插入（insertion）易位（translocation）倒位（inversion）染色体结构上染色体数目的变化2.自发突变（spontaneous mutation）2.自发突变（spontaneous mutation）　　自发突变（spontaneous mutation）是指生物体在无人工干预下自然发生的低频率突变。null自发突变的原因（1）背景辐射和环境因素（3）DNA复制过程中碱基配对错误（2）微生物自身有害代谢产物一个1000bp的基因自发突变频率约为10-6例如，过氧化氢等例如，天然的宇宙射线等（六）紫外线对DNA的损伤及其修复（六）紫外线对DNA的损伤及其修复嘧啶（敏感性）＞嘌呤紫外线（ultraviolet ray，U.V.）嘧啶二聚体（TT，TC，CC）和水合物null1. 光复活作用（photoreactivation，photorestoration） 把经UV照射后的微生物立即暴露于可见光下时，可明显降低其死亡率的现象，称为光复活作用。1. 光复活作用（photoreactivation，photorestoration） 最早是A. Kelner（1949）在Streptomyces griseus（灰色链霉菌）中发现的。后来，在许多微生物中都得到了证实。null最明显的是在E.coli的实验 ① 对照：8×106个／mLE.coli → 100个／mLE.coli ② 试验：8×106个／mLE.coli→－－－－→2×106个／mLE.coliUVUV360～490nm可见光，30minnull使二聚体（dimer）重新分解成单体（monomer）带有嘧啶二聚体的DNA分子DNA分子UV照射黑暗下结合光激活酶——光解酶 （光裂合酶，photolyase）复合物300～500nm可见光 获得光能而激活释放光解酶null 在一般的微生物中都存在光复活作用，在利用UV进行诱变育种等工作时，应在红光下进行照射和后续操作，并放置在黑暗条件下培养。注 意2.切除作用（excision repair）2.切除作用（excision repair） 是活细胞内一种用于修复被UV等诱变剂（包括烷化剂、X射线和γ射线等）损伤后DNA的修复方式之一，又称暗修复（dark repair），通过酶切作用去除嘧啶二聚体，随后重新合成一段正常DNA链的核酸修复方式。null酶切合成切开切除聚合连接 二、突变与育种 （一）自发突变与育种 （breeding by spontaneous mutation） 1. 从生产中育种 二、突变与育种 （一）自发突变与育种 （breeding by spontaneous mutation） 1. 从生产中育种在生产第一线易获得较优良的生产菌株。2. 定向培育优良菌株2. 定向培育优良菌株 定向培育是一种利用微生物自发突变，并采用特定的选择条件，通过对微生物群体不断移植以选育出较优良菌株的古老方法。（二）诱变育种（breeding by induced mutation）（二）诱变育种（breeding by induced mutation） 诱变育种是指利用物理、化学等诱变剂处理均匀而分散的微生物细胞群，在促进其突变率显著提高的基础上，采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选出少数符合育种目的的突变株的方法。以供科学实验或生产实践使用。null筛选诱变诱变育种定向的——更重要随机的null可获得供工业和实验室应用的各种菌株； 提高有用代谢产物的产量； 减少杂质、提高产品质量、扩大品种和简化工艺等。诱变育种具有重大的实践意义null诱变育种的特点（1）提高突变率，扩大突变谱 （2）有效地改良个别、单一性状 （3）缩短育种年限 （4）定向变异和有益突变的频率低 1. 诱变育种的基本环节1. 诱变育种的基本环节null出发菌株纯化、同步培养培养液细胞或孢子悬液诱变处理平板分离初筛复筛保藏及扩大试验活菌计数，诱变预备试验存活细胞计数，致死率计算变异率计算 2. 诱变育种中的原则 （1）选择简便有效的诱变剂 2. 诱变育种中的原则 （1）选择简便有效的诱变剂诱变剂 （mutagen）物理因素化学诱变剂非电离辐射类的紫外线、激光和离子束（ion beam，有小型加速器提供）等引起电离辐射的X射线、γ射线和快中子等主要有烷化剂、碱基类似物和吖啶类化合物null 烷化剂可与巯基、氨基和羧基等直接发生反应，更易引起基因突变。最常用的烷化剂 N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍（NTG）、 甲基磺酸乙酯（EMS）、 甲基亚硝基脲（NMU）、 硫酸二乙酯（DES）、 氮芥、乙烯亚胺和环氧乙烷等。null拟辐射物质氮芥、硫芥和环氧乙烷等各种点突变一般只有辐射才能诱发的染色体畸变诱发（2）挑选优良的出发菌株 出发菌株（original strain）是指用于育种的原始菌株，选用合适的出发菌株有利于提高育种的效率。（2）挑选优良的出发菌株null合适的出发菌株来源： ① 由自然界直接分离获得的野生型菌株； ② 在生产中经历生产条件考验的菌株； ③ 已经过诱变甚至多次改造的菌株； ④ 选用对诱变剂敏感性较高的增变变异株；等等。 （3）处理单细胞或单孢子悬液 在诱变育种中，所处理的细胞必须是单细胞、均匀的悬液状态。（3）处理单细胞或单孢子悬液菌悬液制备目的在于提高诱变处理的效果因为: 一方面，分散状态的细胞可以均匀地接触诱变剂， 另一方面，又可避免长出不纯菌落。null 诱变剂一般只作用于DNA双链中的某一条单链，故某一突变还是无法反映在当代的表型上。只有当经过DNA的复制和细胞分裂后，这一变异才会在表型上表达出来，于是出现了不纯菌落。 这种遗传型虽已突变，但表型却要经染色体复制、分离和细胞分裂后才表现出来的现象，叫表型延迟（phenotypiclag）。表型延迟现象null用于诱变育种的细胞应尽量选用单核细胞， 例如，细菌的芽孢； 霉菌或放线菌的分生孢子。（4）选用最适的诱变剂量诱变剂的作用有三条： 一是提高诱变的频率 二是扩大变异的幅度 三是使变异向正变的方向移动（产量提高）（4）选用最适的诱变剂量null 凡在提高诱变率的基础上，既能扩大变异幅度，又能促使变异移向正变范围的剂量，就是合适的剂量。产量菌株数nullnull通过比较上述两曲线，可找到 某诱变剂的剂量－存活率－诱变率 三者的最佳结合点。通常采用低剂量、长时间处理。（5）充分利用复合处理的协同效应（synergism） 诱变剂的复合处理常常表现出明显的协同效应，这对育种工作是有利的。（5）充分利用复合处理的协同效应（synergism）复合处理有几类： ① 两种或多种诱变剂的先后使用； ② 同一种诱变剂的重复使用； ③ 两种或多种诱变剂的同时使用。null（6）利用和创造形态、生理与产量间的相关指标 为了大大提高育种时初筛的效率，必须进行大量的分析测定和统计工作，并找到形态变异与产量变异两者间的相关性。（6）利用和创造形态、生理与产量间的相关指标 利用鉴别性培养基的原理或其他途径，就可有效地把原先肉眼无法观察的生理性状或产量性状转化为可见的“形态”性状。null在琼脂平板上，通过观察测定某突变菌落周围 蛋白酶水解圈的大小、 淀粉酶变色圈（用碘液使淀粉显色）的大小， 氨基酸显色圈（将菌落用打孔机取下，转移到滤纸上，再用茚三酮试剂显色）的大小， 柠檬酸变色圈（可在厚滤纸上培养，用溴甲酚绿作指示剂）的大小， 抗生素抑制圈的大小， 指示菌生长圈的大小（测定生长因子产生）， 纤维素酶对纤维素水解圈（用刚果红染色）的大小， 外毒素的沉淀反应圈的大小等， 均可为初筛工作中估计某突变株代谢产物量的“形态”指标。（7）设计高效筛选（7）设计高效筛选方案设计简便、高效的科学筛选方案。初筛筛选工作复筛以量为主（选留较多有生产潜力的菌株）以质为主（对少量潜力大的菌株的代谢产物量作精确测定）null常用的筛选方案第一轮：第二轮：第三轮： 同第二轮 第四轮： 同上 . . . 直至获得较满意的结果为止（8）创造新型筛选方法初 筛复 筛对产量突变株生产性能的测定方法粗测为主在培养皿平板上在摇瓶中（8）创造新型筛选方法较精确的测定摇瓶培养or台式自控发酵罐培养null平板法的优点： 快速简便，工作量小，结果直观性强（例如可用上述变色圈、透明圈、抑制圈、生长圈或沉淀圈等方法测定某代谢产物的量）；平板法的缺点： 在培养皿平板上固态培养的结果不一定能反映摇瓶培养或发酵罐中液体培养的结果。复习思考题复习思考题1、比较遗传型、表型、变异和饰变的差异和联系。 2、什么是基因突变？它的特点是什么？它包括哪些主要类型？ 3、什么是诱变育种？诱变育种的原则是什么？