细菌的遗传变异

第五章细菌的遗传变异基本概念遗传（heredity）是病原生物的性状在子代与亲代中保持相对稳定，且代代相传，而使其种属得以保存。变异（variation）是子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差异。细菌的变异现象形态、结构变异毒力变异耐药性变异菌落变异形态结构变异

3-6%食盐

鼠疫耶氏菌多形态性

陈旧培基物

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)

特殊结构的变异

42-43℃

炭疽杆菌失去形成芽胞能力,毒性降低

10-20天

变形杆菌0.1%石炭酸

迁徙生长（H）点状生长、单个菌落（O）鞭毛变异毒力变异增强

β棒状噬菌体

白喉棒状杆菌

获得白喉毒素减弱

胆汁、甘油、马铃薯培养基

牛分枝杆菌卡介苗

13年(230代)

耐药性变异细菌对某种抗菌药物有敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。金黄色葡萄球菌有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，甚至产生药物依赖性。含链霉素培基

痢疾杆菌依链株

长期培养

菌落变异

在陈旧培养基中长期培养

光滑型菌落粗糙型菌落

S

R

原因：失去LPS的特异多糖细菌遗传变异的物质基础细菌染色体质粒（plasmid）转位因子

：插入序列、转座子、转座噬菌体。1、细菌染色体基因组结构

细菌染色体是一个裸露的闭合环状的双链DNA分子，有核蛋白，缺乏组蛋白，无核膜包裹。

细菌遗传的物质基础2、质粒（plasmid）细菌遗传的物质基础

是细菌染色体外的遗传物质，大多由闭合环状双链DNA组成。●

具有自我复制的能力。

●

所携带的基因赋予宿主菌某些生物学

性状（如F质粒、R质粒、毒力质粒、

代谢质粒）。

●非生存所必需，可自行丢失或消除。

●可在细菌之间转移。质粒DNA的特征细菌遗传的物质基础1)致育质粒（F质粒）与有性生殖功能关联；2)耐药性质粒

编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。分两类，一是接合性耐药质粒（R质粒），另一是非接合耐药性质粒；3)毒力质粒（Vi质粒）

编码与该菌致病性有关的毒力因子；4)细菌素质粒

编码细菌产生细菌素；5)代谢质粒

编码产生相关的代谢酶。概念：是一类在细菌染色体、质粒、噬菌体之间自行移动的遗传成分，是基因组中一段具有转位特性的独立的DNA序列。分类:1.插入序列（insertionsequenceIS）2.转座子(transposon)3.转座噬菌体或前噬菌体（prophage）3、转位因子（transposon,Tn）细菌变异的发生机制基因突变与损伤后修复：基因转移与重组：包括转化、接合、转导、溶原性转换

基因突变（genemutation）：细菌染色体基因发生突然而稳定的结构改变，包括一对或少数几对碱基的缺失、插入或置换（点突变：pointmutation），

导致细菌性状的遗传性变异。1、概念细菌的基因突变

供体菌（donor）将遗传物质转移至受体菌（recipient），使后者获得新的生物学性状，称为基因转移（genetransfer）。

细菌通过水平方向的基因转移和重组，产生新的基因型个体，以适应随时改变的环境。基因转移的概念细菌的基因转移与重组

●

接合（conjugation）

●

转化（transformation）

●

转导（transduction）

●溶原性转换（lysogenicconversion）基因转移的方式细菌的基因转移与重组1、接合（conjugation）细菌的基因转移与重组

接合：供体菌通过性菌毛与受体菌直接接触，并将遗传物质（主要是质粒DNA）转移给受体菌，使受体菌获得新的遗传性状。细菌的基因转移与重组质粒质粒接合转移示意图染色体性菌毛受体菌供体菌细菌的基因转移与重组2、转化（transformation）细菌的基因转移与重组

转化：受体菌从周围环境中直接摄取供体菌游离的DNA片段，并整合入受体菌基因组中，从而获得供体菌部分遗传性状的过程。

细菌的基因转移与重组3、转导（transduction）细菌的基因转移与重组

以温和噬菌体为媒介，将供体菌DNA片段（染色体DNA、非接合性质粒DNA）转移到受体菌内，通过基因重组而使受体菌获得新的遗传性状。细菌的基因转移与重组转导的概念

4.溶原性转换

lysogenicconversion定义：细菌感染带有毒素基因的温和噬菌体时，使宿主菌成为溶原状态，并获得新的性状。

常见的细菌及其所产生的毒素有：白喉棒状杆菌链球菌产气荚膜梭菌肉毒梭菌