突变率计算中细菌群体生长不同步系数的修正

摘要

遗传和变异是生物学最根本的问题之一,而突变率估算有助于比较不同基因、不同生物个体、以及不同生长环境下突变率的差异.细菌因其生长繁殖快速和群体庞大而成为突变率估算的最方便的模式生物.突变率的定义为:每个细胞每一世代发生突变的概率.通常表示为μ=△m/△N.其中,△m为突变数,△N为细菌分裂的世代数.国内外的微生物学及遗传学教科书和专著中,在计算细菌突变率时,有些引入了ln2作为群体中细菌分裂不同步的校正系数,有些则没有.那么,在突变率估算中,究竟是否应该对非同步生长群体进行校正?如果需要校正,仅仅引入ln2作为校正系数就可以了吗?本文在分析细菌指数生长的数学规律时,指出了细菌同步分裂和非同步分裂的差别,以及ln2的数学来源和生物学意义.实际上,ln2是细菌群体生长的代时和倍增时间之间的关系系数,即TG=ln2·TD,不能简单地将ln2理解为细菌分裂不同步的校正系数;并指出了在非同步群体中,细菌分裂的世代数通常由实验检测而得到,其本身已经包含了非同步因素,不能再次引入ln2进行校正;如果细菌分裂的世代数并非通过实验检测而得到,那么需要根据已知条件和细菌指数生长相关公式仔细计算,而不是简单地引入ln2作为不同步系数进行校正.