突變是指在核苷酸鏈特定位點的一個或多個核苷的永久性改變。而發生突變的菌株就稱為突變株。突變可能涉及到染色體上一個或多個核苷對的替換、刪除或重排，這種突變稱為點突變。DNA的錯誤聚合可能會使突變率提高。通常基因在任何一點發生突變的機率是很低的（10-5－10-10/代）。並且，在大多數情況下突變是有害的，但是特定的突變往往會使微生物更好的適應環境和改進其本身的生物催化性能。因此，困難在於分離那些有優良特性的突變株。
基本介紹
定義,套用,類型,基因突變,密度突變株,酵母突變株篩選,材料與方法,結果,實例-突變品系,肌萎縮症小鼠,肥胖症鼠,侏儒症鼠,糖尿病鼠,骨骼硬化症鼠,顯性斑點突變貧血鼠,白內障突變鼠,無脾突變鼠,灰色致死突變鼠,視網膜退化突變鼠,淡化致死基因突變鼠,針尾突變鼠,少趾症突變鼠,高血壓突變型大鼠,癲癇突變型大鼠,
定義
mutant
套用
類型
其類型包括：(1)形態突變株，如影響細胞結構、細胞形態、菌落形態和噬菌斑形態等的突變株；(2)生理生化突變株，如營養缺陷突變型和影響糖的分解利用或色素的產生等突變株；(3)抗性突變株，如耐藥性、噬菌體抗性和紫外線抗性等突變株。(4)條件致死突變株，如溫度敏感突變株等。
基因突變
定點突變基因突變分為自發和誘發。原因可以是細胞分裂時遺傳基因的複製發生錯誤、或受化學物質、射線、或病毒的影響。一般具有四種特徵：1，突變的重演性和可逆性；2，突變的多方向性和復等位基因。3，突變的有害和有利性；4.，突變的平行性。
突變通常會導致細胞運作不正常、或細胞死亡，甚至可以在較高等生物中引發癌症。但同時，突變也被視為物種進化的推動力：不理想的突變會經天擇過程被淘汰，而對物種有利的突變則會被累積下去。中性的突變對物種沒有影響而逐漸累積，導致間斷平衡。
密度突變株
指因病毒粒子中所含有的核酸量的增減而引起病毒粒子的飄浮密度發生變化的突變株。λ，T7等噬菌體DNA發生部分缺失而變短時，若缺失部分不含有必不可少的信息，則也能形成感染粒子。也有因整合了宿主菌的DNA片斷而分子量變得比野生型更大的。雖然這些噬菌體粒子的DNA含量不同，但外殼蛋白質的量是一定的，所以它們的密度與野生型噬菌體的密度不一樣。用氯化銫之類的密度梯度離心法能分離出相應的DNA含量不同的各種粒子。
酵母突變株篩選
材料與方法
1.1材料
1.1菌株和質粒大腸桿菌菌株DH5α為本室保存；酵母菌株INVSc1購自Invitrogen公司，其遺傳型與表型Genotype:MET/METahis3△1/his3△1leu2/leu2trp1-289/trp1-289ura3-52/ura3-52Phenotype:His,Leu,Trp,Ura.pHSS6酵母-大腸桿菌穿梭質粒（在pHSS6的插入片段中含有mTn-3xHA/lacZ同源重組子）由美國Yale大學SnyderM教授惠贈。
篩選突變株
篩選突變株1.2方法
1.2.2質粒的提取、純化及檢測常規方法中提或大提質粒，純化質粒,電泳分析，紫外分光光度計OD260/280檢測。部分經酒精沉澱保存。
1.2.3酵母轉化取3μg純化的質粒，經NotI內切酶消化(根據內切酶附說明書)，電泳，培養10mLINVSc1酵母菌至指數生長期（30℃，36~48h），OD600=1，離心收集細胞，以5mL轉化緩衝液清洗一次（轉化buffer:0.2mol/LLiAC,40%PEG4000,100μmol/Lβ-ME(巰基乙醇)）。將細胞重新懸浮於1mL轉化緩衝液中，含1mg變性鮭魚精子DNA，混勻後，100μL/管分裝於新的Eppendorf管中，每管加入以NotI消化後的質粒DNA0.5μg,徹底混勻後，於45℃，孵育30min。細胞經離心收集，懸浮於400μL的SC-ura,用200μL鋪板，於30℃，2d。
1.2.4LacZ基因的表達為檢測LacZ基因的表達，將克隆挑選出來，鋪片於YPAD平板中，每板的密度為100個鋪片。以無菌濾紙，將上述平板複製於另一SC-ura平板上，37℃過夜。將濾紙取出，克隆面朝上，置於一密閉容器中。容器底部加入10mL氯仿，10~30min。取出濾紙，克隆面朝上，置於X-gal平板（120gX-gal,0.1mol/LNaPO4(pH7),1mmol/LMgSO4,於1.6%瓊脂平板中），30℃,2d。查找X-gal陽性的克隆，從YPAD平板上重新挑取單克隆在SC-ura平板上，進行劃板培養。將擴增的酵母菌種進行凍存保存（-80℃）。取LacZ表達最強的菌株進行大規模培養。
結果
2.1轉化株的SC-ura培養基上的生長情況由於發生同源重組後的轉化子含有tetr抗性基因及酵母營養缺陷型選擇標記Ura3，因此可以通過SC-ura或tetr，選出我們所需的轉化株。
基因突變
基因突變2.2LacZ基因的表達
2.3酶切後的電泳圖
純化的質粒，經NotI酶解，應可見一條2.1kb左右的較均一的條帶（載體pHSS6)和較不均的DNA插入片段條帶（約8kb，含有mTn-3xHA/LacZ）。
實例-突變品系
肌萎縮症小鼠
（DystrophiaMuscularis簡稱dy）或稱肌失營養症即後肢癱瘓小鼠
該鼠與人類有相似的肌萎縮症狀，其dy/dy大約出生兩星期可見後肢拖地，表現有進行性肌衰弱和廣泛性的肌萎縮。病鼠出生時是活的，但只有少數病鼠能存活10周以上，無繁殖力。但已證明dy/dy雌鼠的卵巢移植到正常雌鼠體內是具有生殖能力的。由於雌本基本不育。因交配無能，且母性不好，一般和留雜合型，如雄鼠與正常雌本交配有困難，可人工受精，也可卵巢移植。常用的有REJ129/dy後肢偏癱小鼠。
肥胖症鼠
（Obese,簡稱ob）
肥胖症鼠有肥胖小鼠（ObeseMice）和肥胖大鼠（ObeseRat）。肥胖小鼠體重可達60克，這種小鼠無生育力，表現為單純胖而不伴有糠尿病。純合體大約在四周齡時即可識別出，此時其增重加速，很快可達到正常同窩鼠體重的3倍。中等程度的攝食過度可使其幾乎不太活動，但在幼年時其血糖和免疫活性胰島素並不明顯增加，5～6月齡以後，肥胖趨向穩定，胰島素和葡萄糖水平上升，這些小鼠不受外來胰島素的影響，但節制食物可增加對胰島素的敏感性以及延長其壽命。所有的雌鼠均無生殖力。卵巢和子宮萎縮，若堅持節制飲食，則雄鼠偶爾能夠繁殖。Langerhans島的增生與胰島素分泌增加有關，腎小球發生腎結節狀脂肪玻璃樣病變，在電鏡下可見了其局限於腎小球膜和基膜的內皮面。肥胖小鼠的皮下、後腹膜和性腺的脂肪增多，這是脂肪細胞數目增多和體積增加的結果，因此被稱為肥大性一增生性肥胖症。
實驗小鼠
實驗小鼠這種小鼠的肥胖症與人類的肥胖症很相似。利用這種小鼠曾進行了許多有益於肥胖症的生化、病理、激素及藥物治療等的研究。因為這種鼠無生育力，所以必須用雜合子交配以保持此基因。Ob/+和+/+很難區別，表現完全一樣，用其交配要花費很長時間才能辨別。這種突變小鼠的維持很困難。若節制飲食使體重下降，則其維持種系的效果不好，亦可從肥胖鼠的卵巢取卵子移植於+/+鼠進行繁殖。除ob突變型外，後來又發現ad即成年肥胖和糖尿症（Adultobesityanddiabetes）。ad/ad型的肥胖症體重相當於正常鼠的兩倍，與ob/ob型一樣，通常不育，7-10周齡時表現出高血糖和糖尿症。 在紐西蘭小鼠中也表現一種肥胖症叫NZO（NewZealandObese）。該鼠通常具有生殖能力，所有的小鼠均發生肥胖，但脂肪沉積主要是在腹內，於2～4月齡時即可發現脂肪沉積，最終達到總體重的70%，高血糖不明顯，但胰島素的水平升高。在快速增重期間，食物的攝入量明顯的增加。此外，還有一種肥胖Fatty，基因符號為fa，肥胖同時有糖尿病，受孕率低。日本KK小鼠也發生肥胖。從小鼠的肥胖症知道，肥胖症有不同的遺傳型。這對研究人類肥胖症的一系列問題頗有助益。
侏儒症鼠
（DwarfMice，簡稱dw）或稱矮小畸形鼠
這種畸形又稱垂體性侏儒症（PituiaryDwarfism），因為其缺乏腦下垂體前葉的生長素和促甲狀腺激素，故使生長發育障礙。純合子dw/dw小鼠在12～13月齡時即可被識別，它表現為短尾和短鼻，到成熟年齡時，其體積約為同窩正常鼠的1/4，8周齡時體重為8～10克，儘管多數能存活到成熟期，但雄鼠和雌鼠均無生殖力，可出現繼發的粘液性水腫。給病鼠食入垂體前葉碎片可以使生長速度基本正常。由於該鼠無生育能力，兩性均不育，所以只能用雜合子把基因保留下來，這樣只能得到25%的矮小畸形鼠於，9月鼠齡時將正常垂體移植到這種鼠的腎臟，在雄鼠可長大到近於正常小鼠體形並可繁殖（但在雌鼠收不到效果，原因不明）。這種突變型小鼠在內分泌研究上有較大用處，如對“生長素”等進行分析研究等。
糖尿病鼠
（Deabetes，簡稱db）
由Hummel等（1966）最先報導，它是由單隱性突變基因引起，自發於Jackson實驗室的近交系小鼠（C57BL/Ks），該基因（db）與肥胖（ob）不是等位基因，儘管它們的表現型特徵相似，db/db基因鼠的第一個表現是當病鼠到3～4周齡時，腋和腹股溝皮下組織出現脂肪的異常沉積，此時血糖升高，從200mg/100ml血以下的正常水平上升到一年齡時的682mg/100ml血（平均為563.2mg/100ml血）。雌鼠無生殖力，但其卵巢移植到其它鼠後仍能恢復生殖活性。多數鼠不能存在到8個月以上，但若在病的早期節制飲食則可延長其生命。臨床症狀包括肥胖、高血糖、糖尿、蛋白尿、煩渴、多尿，最後可因酮尿而死亡。死後變化包括胰島細胞中具有很少β顛粒和胰管腫脹。Like(1972)描述了db/db小鼠腎小球的變化，在外形上與同齡正常小鼠的一樣，但比後者大得多，小鼠到了糖尿病發病年齡時，腎小球膜變化更加明顯，外周基層持續增厚，並生有許多小結，還認為多尿可能是高血糖對腎小球產生利尿作用的結果。
骨骼硬化症鼠
（Ostepetrosis，簡稱op）
發生於侏儒症(dwarf)小鼠。這個隱性基因（op）位於第12號染色體上。大約10日齡時（op/op）即可識別出，其頭呈圓頂狀，腳短，門齒缺如，主要的骨骼缺陷是骨重建不良造成的，在出生前後6周最明顯、隨著小鼠的成長，骨形成減速，重建時骨的消除與形成的速度幾乎相等，因此症狀表現比較微，病鼠的破骨細胞較同窩正常鼠為小，酸性磷酸酶出現於整個細胞，而不是僅集中在破骨細胞和骨頭的界面上。op/op小鼠的長骨受到的影響最大，至少在出生後的6個月裡，骨髓腔閉合，出現原始的海棉骨，病鼠的骨片似乎比同窩正常鼠密實，當病鼠到6～10月齡時骨髓腔重新出現，並充滿正常的造血成分，其中巨核細胞的數目增多。與其它骨硬化突變體不同，它們不伴隨色素異常，因此不同於小眼畸形（Microphthalmia）mi/mi;和灰色-致死(Grey-Lethal)gl/gl小鼠。op/op突變體生存的時間較長,骨骼的病變可隨小鼠的成長而消失,在骨骼病變消除前,骨基質形成和甲狀腺濾泡旁細胞水平的比率大幅度下降。
實驗小鼠
實驗小鼠由於病鼠骨質生長異常，骨質硬，骨髓腔消失，所有骨骼都硬化，並伴有無齒症。因此往往在同窩仔鼠中發現死亡仔鼠。第二窩才出現斷奶後死亡的小鼠無牙齒，系因不能吃食而死亡，但於斷奶後餵軟飼料可保留下來。op為隱性基因，無齒型發生於肥胖型父母，第二代出現無齒。正常時上下頜骨有牙齒的主要發點，骨硬化症時有生長牙齒的生髮點，但因骨質硬而不能長出。這種鼠的病變的與人類大理石骨病相似。
治療方法有：
1．聯體生活（Parbiosis）：可使部分動物得到治療，一個月可治癒。
2．骨髓移植（BoneMarrowGrafts）：對人類用此種方法。此病病因不明，病人造血機能發生變化。此種動物可用作研究人類骨髓硬化症的模型。
顯性斑點突變貧血鼠
（DominantSpotting）因為斑的大小是指白斑（WhiteSpotting）大小，所以縮寫為W。正常時是小寫w w，當呈W W時則表現出貧血。在W處有五個等位基因，任何兩個等位基因都可引起嚴重的大紅細胞性、發育不全性貧血，同時引起肝臟造血功能障礙。貧血的嚴重性受環境和基因型影響。可出現不同類型的突變體，如W/+，W v/ +,Wv /W v,W /W v , W/ WJ , WJ , W N等。這些突變體均無生育力，表現為黑眼，白色。
W W出生後只能存活幾天，當有修飾基因存在時，則Ww呈部分顯性，可出現90～98%白斑；如無修飾基因存在，則呈現純白，但為黑眼；如有一些修飾基因存在可出現不同程度的花斑。W是一組復等位基因，如Wv的v是Viable（活）的意思。W v W v可活到成年，為白色、黑眼，通常是不育的，偶然表現出有限的生育力，其紅細胞只有正常的半數，與人類貧血相似。
用於造血系統研究的突變小鼠有：
1．W突變（DominantSpotting）小鼠
⑴W / W v：遺傳性貧血小鼠，能活到成年，如WBB6F1/J- W /W v小鼠。
⑵+/ +：非貧血小鼠，紅細胞計數正常，如WBB 6F 1/J-+ /+小鼠。
⑶W / W：遺傳性貧血小鼠，造血幹細胞正常，是造血微環境發生缺陷的小鼠。
⑷W / W a：遺傳性貧血小鼠，造血微環境正常，是造血幹細胞發生缺陷的小鼠。
2．an突變（Hentwig′sAnemia）小鼠。
大紅細胞性貧血，貧血嚴重程度隨遺傳背景不同而異，妊娠的第12天開始發生的造血功能缺陷，伴有白細胞減少症。
3．f突變（Flexed-Tail）小鼠：
高鐵紅細胞性貧血，貧血變化是由於胎兒肝臟造血障礙所致，因此出生時即發生貧血。此種小鼠，表現為尾彎曲。
5．ha(HemolyticAnemia)突變小鼠：新生期溶血性貧血，多於妊娠14天時出現。新生期黃疸，多數死於出生後的一周內。
6．Sph(Spherocytosis)突變小鼠：有溶血性貧血、球形紅細胞症、膽紅素過多血症，出生後短期內死亡。
7．Sla(Sex-LinkedAnemia)突變小鼠：表現為輕度貧血、網狀紅細胞症、骨髓缺乏。兩性生長均受阻，但能存活。
8．dm(Diminutive)突變小鼠：dm/dm鼠體小、尾短且扭曲，肋骨和骶骨前脊椎增加，脊椎畸形，肋骨節融合，大細胞性貧血。
9．Ts(Tail-Short)突變小鼠：Ts/Ts小鼠常死於子宮中，到妊娠的第8天，表現為尾短且扭曲以及其他骨骼異常，生前貧血以及卵黃囊造血障礙，貧血還可導致其它異常。
白內障突變鼠
（Catarct,簡稱Cat）
這是顯性遺傳，10月齡至14周齡時晶狀體混濁，還會發生晶狀體液化和核的上超咬合。當Cat呈雜合狀態時出現白內障。這種性狀在一般情況下很容易觀察到，可作為眼科的動物模型。
無脾突變鼠
（Asplenia，簡稱As）
該鼠脾臟完全缺如，它作為一個遺傳性疾病出現於顯性半肢畸形的雜合子小鼠。這些小鼠已被廣泛套用於脾臟功能的研究，也是研究中醫中藥的重要動物模型，還是研究血吸蟲病的良好實驗材料。
灰色致死突變鼠
（Grey-Lethal，簡稱Gl）
gl/gl突變鼠除顯純灰色外，很主要的性狀是生長障礙，出現14天后即比正常為小。牙不萌、形態不正常、牙齒不鈣化。肢體長骨不正常。一般死於22～30日齡，利用其骨骼系統的障礙，有人用作鍶的代謝研究。
視網膜退化突變鼠
（ReinalDegeneration，簡稱rd）
此種病鼠與人類的色素性視網膜炎相似，人類的色素性視網膜炎也是一種遺傳病，呈現進行性視網膜硬化，有色素沉著及視網膜血管閉鎖萎縮。人類這種病例很難取得標本進行病理等研究，而動物模型則提供了極為理想的實驗材料，還可進行其它一系列研究。
淡化致死基因突變鼠
（Dilte-Lethal，簡稱aL）
dLdL除淡化的性狀外，還有驚厥、癱瘓，大約死於生後三星期。後來有人發現這種病的苯丙氨酸氫氧酶的活性大大下降，因此此模型相似人類的苯酮尿病。
針尾突變鼠
（Pintail，簡稱Pt）
當Pt+雜合狀態就呈現顯性突變性狀，見削短與捲曲的尾巴，且椎間盤逐齡產生快速退化，這就類似人類的椎間盤突出症，可用於這方面研究。
少趾症突變鼠
（Hypodactyly，簡稱Hd）
該鼠兩前肢有足趾各2個，兩後肢有足趾各4個。雄鼠少趾症同時出現精子缺乏（OIigospermia）。雌鼠生育力正常。少趾與精子缺乏相關共存是一個有興趣的現象。裸鼠亦有類似情況。無毛時生育力低下，其中關係尚未搞清。可能與多型性（Pleomorphic）基因或伴性（Sexlinkage）基因相關。只見於小鼠和大鼠，原因不明。
高血壓突變型大鼠
（HypertensionRat）
高血壓大鼠生育力強，對壽命也明顯影響，可養13-14個月，Okamoto培育了許多亞系，以SHR最為名貴。
SHR（SpoataneouslyHypertensiveRats）即自發性高血壓大鼠，是由Okamoto和Aoki選育成功的。正常大鼠收縮壓110-120mmHg，開始用♂145-175mmHg×♀130-140mmHg作為親代，以後兄妹交配。育成的高血壓大鼠出生後5周血壓可達150mmHg，而成年雄鼠的血壓達200mmHg，其特點是高血壓自發率為100%，血壓平均170-180mmHg，最高達200mmHg，並有高血壓性心血管病變。繁殖時每代都要選血壓高的動物（高於180mmHg）作為繁殖鼠種。
癲癇突變型大鼠
（AudiogenicSeizures聲源癲癇發作）
