中華絨螯蟹

[拼音]:jiyin tubian

[英文]:gene mutation

基因內部分子結構的改變,又稱點突變。基因突變產生新的基因,為動植物和微生物育種提供重要資源。

方式

基因突變可以是整個功能基因(作用子)發生改變,也可以是1個基因範圍內幾個核苷酸對,甚至1個核苷酸對的改變。所以基因突變的最小單位(突變子)可以小到1個核苷酸對。 基因突變的方式有鹼基的置換、缺失、插入、倒位、轉位等(見圖)。基因發生缺失或插入以後,不僅會影響原來的密碼子本身,而且可能引起其後的一系列密碼編組的變動。這種現象稱為移碼突變。

發生

基因突變的發生是隨機的,可在生物體生長髮育的任何時期發生,也可在體細胞和性細胞中發生,而以在性細胞中發生者較多。性細胞中發生的突變,可通過受精過程傳遞給子代。體細胞中發生的突變可通過扦插、壓條、分株、組織培養等無性繁殖方式,儲存或通過無性繁殖系的有性過程傳遞。

突變率指某個細胞(個體)在每一世代發生某一突變的平均概率。自然界高等生物的自發突變率很低,約為1×10-5~1×10-8;而低等生物如細菌約為1×10-4~1×10-10。同一生物體不同基因的突變率也不一樣,如玉米子粒黃胚乳基因(Y)突變成白胚乳基因(y)的突變率為2.2×10-6,而胚乳糊粉層顏色基因R突變成r的突變率為492×10-6,兩者相差幾百倍。

基因發生突變以後並不一定能立即從表型上顯現出來:顯性突變可立即顯現;隱性突變則必須等到純合後才能表現。因此自花授粉作物發生的突變,容易通過自交達成純合而顯露,並接受選擇;異花授粉作物發生的突變,則常以雜合狀態保留在群體中,而不易被發現。

基因突變的結果產生等位基因。 1個基因多次發生突變,可以產生一系列等位基因(復等位基因)。如某些果樹、蔬菜和牧草就存在 1種自交不親和的復等位基因系列。基因第 1次發生的突變稱為原突變。原突變在第2次突變時有可能回覆原來的狀態,稱為回覆突變。因回覆突變需要更多的轉化條件,故回覆突變少於原突變。

基因突變也可誘發產生(誘發突變)。人工誘變常常利用各種物理因素或化學誘變劑。前者有各種射線(X射線、β射線、γ射線)和紫外線,後者有鹼基、鹼基類似物、亞硝酸、烷化劑以及吖啶類物質等。誘發突變率比自發突變率高千百倍,而且某些誘變劑還具有特異性(見誘變育種)。

大多數基因突變對生物的生存是不利的,極端的情況可以致死,或者在一定的條件下致死(致死突變)。某些突變沒有明顯的有利或不利影響(中性突變),只有極少數突變是有利的。對人類有利的突變,如作物的抗病性、早熟性、抗倒性、粒色、矮生性、芽變以及細菌抗生素的高產突變等,經過人工選擇、培育,有可能成為各種有用的優良新品種。