答:遗传(heredity或inheritance)和变异(variation)是生物体的最本质的属性之一。所谓遗传,讲的是亲子间的关系,指生物的上一代将自己的一整套遗传因子传递给下一代的行为或功能,它具有极其稳定的特性。
在讨论遗传、变异问题时以下四个概念十分重要:
(1)遗传型(genotype)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的总和。遗传型是一种内在可能性或潜力,其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息。具有某遗传型的生物只有在适当的环境条件下,通过自身的代谢和发育,才能将它具体化,即产生表型。
(2)表型(phenotype) 指某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和,是遗传型在合适环境下的具体体现。所以,它与遗传型不同,是一种现实性。
(3)变异 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。变异的特点是在群体中以极低的几率(一般为10-5~10-10)出现;性状变化的幅度大;变化后的新性状是稳定的、可遗传的。
(4)饰变(modification) 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。其特点是整个群体中的几乎每一个体都发生同样变化;性状变化的幅度小;因遗传物质不变,故饰变是不遗传的。例如,Serratiamarcescens(粘质沙雷氏菌)在25℃下培养时,会产生深红色的灵杆菌素,把菌落染成鲜血似的(因此过去称它为“神灵色杆菌”或“灵杆菌”)。可是,当培养在37℃下时,群体中的所有个体都不产色素。如果重新降温至25℃,所有细胞产色素能力又可以恢复。所以饰变是与变异有着本质差别的另一种现象。上述的S.marcescens产色素能力也会因发生突变而消失,但其几率仅10-4,且突变株的遗传性是稳定的。
⑸由于微生物有一系列非常独特的生物学特性,因而在研究现代遗传学和其他许多重要的生物学基本理论问题中,微生物成了最热衷的研究对象。这些生物学特性包括:个体的体制极其简单;营养体一般都是单倍体;易于在成分简单的组合培养基上大量生长繁殖;繁殖速度快;易于累积不同的中间代谢物或终代谢物;菌落形态特征的可见性与多样性;环境条件对微生物群体中各个体作用的直接性和均一性;易于形成营养缺陷型;各种微生物一般都有相应的病毒;以及存在多种处于进化过程中的原始有性生殖方式等。
⑹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工程学的发展,而且还为育种工作提供了丰富的理论基础,促使育种工作向着从不自觉到自觉,从低效到高效,从随机到定向,从近缘杂交到远缘杂交等方向发展。在微生物育种工作上最有代表性的例子,当推近50年来对青霉素生产菌进行诱变、选育及其卓越的成果了。