Có nhiều phương pháp chứng minh biến dị ở vi sinh vật cũng do các đột biến. Ở đây chỉ nêu 2 phương pháp chủ yếu: thử nghiệm dao động
(fluctuation test) và đặc biệt là phương pháp in hay đóng dấu của E. Lederberg (1952).
a. Nguyên lý của thử nghiệm dao động (fluctuationtest)
Năm 1943, Luria và Delbrűck tiến hành thí nghiệm như sau. Lấy 20 ống nghiệm cho vào mỗi ống một ít môi trường nuôi (1ml) lỏng với một ít tế bào vi khuẩn nhạy cảm với bacteriophage và ủ cho chúng sinh sản đạt 108 tế bào/ml. Lấy dịch nuôi 20 ống nuôi riêng lẻ và 20 ống với số dịch nuôi tương tự từ bình lớn nuôi chung và dịch từng ống cấy lên các hộp Petri môi trường đặc chứa bacteriophage. Nếu đột biến là sự kiện ngẫu nhiên thì số lượng thể đột biến (mutants) ít (2 ở hình bên trái) hay nhiều (8 – hình bên phải) do xuất hiện muộn hay sớm như mô tả trên hình 20.1.
Hình 20.1: Đột biến là sự kiện ngẫu nhiên: số lượng thểđột biến phụ thuộc thời
điểm xuất hiện.
Số lượng thể đột biến (các tế bào tô đậm) ít (2 ở hình bên trái) hay nhiều (8 – hình bên phải) do xuất hiện muộn hay sớm trong dòng tế bào.
Kết quả cho thấy có sự dao động (fluctuation) về số lượng khuẩn lạc kháng phage mọc lên từ dịch nuôi của 20 ống nuôi riêng lẻ. Cụ thể: 11 ống không có khuẩn lạc đề kháng, số còn lại có 1, 1, 3, 5, 5, 6, 35, 64 và 107 khuẩn lạc/hộp Petri. Trong khi đó, dịch nuôi 20 ống từ bình lớn nuôi chung ít
có sự dao động từ hộp Petri này sang hộp khác và trong koảng 14 – 26 khuẩn lạc/hộp Petrihay thuốc kháng sinh.
b. Phương pháp in hay đóng dấu
Các vi khuẩn được cấy để mọc rời từng khuẩn lạc trên môi trường có dinh dưỡng. Dùng miếng nhung (có nhiều lông mịn) ấn nhẹ lên bề mặt môi trường thường để ghi dấu các khuẩn lạc nhờ các lông mịn, sau in đúng các vị trí khuẩn lạc trên môi trường có phage hay thuốc kháng sinh. Các khuẩn lạc đột biến kháng phage hay kháng sinh mọc lên được. Căn cứ vị trí khuẩn lạc không mọc ở bản sao tách các đột biến tương ứng (hình 20.2).
Hình 20.2: Phương pháp in dùng phát hiện các đột biến.
Như vậy, phương pháp in cho biết phát hiện các đột biến đề kháng các nhân tố bất lợi nào đấy của môi trường trong quần thể vi khuẩn từ trước khi
các tế bào của chúng tiếp xúc với tác nhân này. Điều đó có nghĩa rằng, ví dụ, streptomycin không phải là nguyên nhân gây biến dị kháng thuốc, mà chỉ là
tác nhân chọn lọc giữ lại các đột biến đã xuất hiện trước khi tiếp xúc với thuốc. Các đột biến này có kiểu hình giúp cho vi khuẩn thích nghi với biến đổi của môi trường và nhờ sinh sản nhanh sau một thời gian ngắn quần thể có kiểu hình mới.
Các kết quả nghiên cứu này khẳng định các vi sinh vật cũng tuân theo các quy luật di truyền như các động vật và thực vật. Điều này có ý nghĩa rất lớn cho sự phát triển của di truyền học và sinh học phân tử. Do vậy, giải Nobel Y học năm 1969 được trao P.Luria và M.Delbruck vềđóng góp này.