第八章基因重組和雜交育種VIP

1、凡把兩個不同性狀個體內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移到凡把兩個不同性狀個體內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移到一起，經(jīng)過遺傳分子間的重新組合，形成新遺傳型一起，經(jīng)過遺傳分子間的重新組合，形成新遺傳型個體的方式，稱為個體的方式，稱為基因重組基因重組（gene recombination）或或遺傳重組遺傳重組（genetic recombination），），簡稱簡稱重重組組。重重 組組雜交雜交（hybridization）遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)分子水平分子水平上的雜交上的雜交 細(xì)胞水平細(xì)胞水平 細(xì)胞水平的雜交包含分子水平上的重組。細(xì)胞水平的雜交包含分子水平上的重組。 基因重組是雜交育種的理論基礎(chǔ)。在方向性基因重組是雜交育種的理論基礎(chǔ)。

2、在方向性還是自覺性方面，比誘變育種前進了一大步。且還是自覺性方面，比誘變育種前進了一大步。且可消除某一菌株在經(jīng)過長期誘變處理后所出現(xiàn)的可消除某一菌株在經(jīng)過長期誘變處理后所出現(xiàn)的產(chǎn)量上升緩慢的現(xiàn)象，因此，它是一種重要的育產(chǎn)量上升緩慢的現(xiàn)象，因此，它是一種重要的育種手段。種手段。 原核生物的基因重組形式很多，機制較原始。原核生物的基因重組形式很多，機制較原始。特點：特點： 片段性，僅一小段片段性，僅一小段DNADNA序列參與重組；序列參與重組； 單向性，即從供體菌向受體菌（或從供體基因組單向性，即從供體菌向受體菌（或從供體基因組向受體基因組）作單方向轉(zhuǎn)移；向受體基因組）作單方向轉(zhuǎn)移； 轉(zhuǎn)移機制獨特

3、而多樣，如接合、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)等。轉(zhuǎn)移機制獨特而多樣，如接合、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)等。受體菌受體菌（recipient cell，receptor）直接吸收直接吸收供體菌供體菌（donor cell）的的DNA片段而獲得后者部分片段而獲得后者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)化作用。遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)化作用。通過轉(zhuǎn)化方式而形成的雜種后代，稱通過轉(zhuǎn)化方式而形成的雜種后代，稱轉(zhuǎn)化子轉(zhuǎn)化子（transformant）。自然遺傳轉(zhuǎn)化自然遺傳轉(zhuǎn)化（natural genetic transformation）人工轉(zhuǎn)化人工轉(zhuǎn)化（artificial transformation）原核生物原核生物Streptoc

4、occus pneumoniae（肺炎鏈球菌）、肺炎鏈球菌）、Haemophilus（嗜血桿菌屬）、嗜血桿菌屬）、Bacillus（芽孢桿菌屬）、芽孢桿菌屬）、Neisseria（奈瑟氏球菌屬）、奈瑟氏球菌屬）、Rhizobium（根瘤菌屬）、根瘤菌屬）、Staphylococcus（葡萄球菌屬）、葡萄球菌屬）、Pseudomonas（假單胞菌屬）、假單胞菌屬）、Xanthomonas（黃單胞菌屬）等。黃單胞菌屬）等。真核微生物真核微生物Saccharomy cescerevisiae（釀酒酵母）、釀酒酵母）、Neu-rosporacrassa（粗糙脈孢菌）、粗糙脈孢菌）、Aspergillu

5、sniger（黑曲霉）等。黑曲霉）等。感受態(tài)感受態(tài)是指受體細(xì)胞最易接受外源是指受體細(xì)胞最易接受外源DNADNA片段片段并能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。并能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，能發(fā)生轉(zhuǎn)化的受體細(xì)胞都處于感受態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，能發(fā)生轉(zhuǎn)化的受體細(xì)胞都處于感受態(tài)。 感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞（competent cell）具有攝取外源具有攝取外源DNADNA能力的細(xì)胞。能力的細(xì)胞。自然感受態(tài)自然感受態(tài)是細(xì)胞一定生長階段的生理特性，受細(xì)菌自身的基因控制；是細(xì)胞一定生長階段的生理特性，受細(xì)菌自身的基因控制；人工感受態(tài)人工感受態(tài)則是通過人為誘導(dǎo)的方法，使細(xì)胞具有攝取則是通過人為誘導(dǎo)的方法，使細(xì)胞具有攝取DN

6、ADNA的能力，的能力，或人為地將或人為地將DNADNA導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)。導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)。（該過程與細(xì)菌自身的遺傳控制無關(guān)?。ㄔ撨^程與細(xì)菌自身的遺傳控制無關(guān)?。└惺軕B(tài)受遺傳控制，但也存在個體差異。感受態(tài)受遺傳控制，但也存在個體差異。感受態(tài)出現(xiàn)的時間不同；感受態(tài)出現(xiàn)的時間不同；感受態(tài)細(xì)胞所占比例和維持時間不同；感受態(tài)細(xì)胞所占比例和維持時間不同；外界環(huán)境因子如腺苷酸（外界環(huán)境因子如腺苷酸（cAMP）及及Ca2等對等對感受態(tài)也有重要影響。感受態(tài)也有重要影響。調(diào)節(jié)感受態(tài)的一類特異蛋白稱調(diào)節(jié)感受態(tài)的一類特異蛋白稱感受態(tài)因子感受態(tài)因子。膜相關(guān)膜相關(guān)DNADNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白（membrane-associate

7、d DNA binding protein）細(xì)胞壁細(xì)胞壁自溶素自溶素（autolysin）幾個核酸酶幾個核酸酶 轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)是離體的的本質(zhì)是離體的DNADNA片段。一般只有片段。一般只有1515kbkb左右。左右。在不同的微生物中，轉(zhuǎn)化因子的形式不同。在不同的微生物中，轉(zhuǎn)化因子的形式不同。良好的轉(zhuǎn)化因子有良好的轉(zhuǎn)化因子有dsDNAdsDNA（最宜于細(xì)胞表面結(jié)合）、最宜于細(xì)胞表面結(jié)合）、ssDNAssDNA和和質(zhì)粒質(zhì)粒DNADNA，通常不能與核染色體組發(fā)生重組。通常不能與核染色體組發(fā)生重組。轉(zhuǎn)化的頻率通常為轉(zhuǎn)化的頻率通常為0.10.11.01.0，最高為，最高為2020。能發(fā)生轉(zhuǎn)化的最

8、低能發(fā)生轉(zhuǎn)化的最低DNADNA濃度極低，為化學(xué)方法無法濃度極低，為化學(xué)方法無法測出的測出的1 110105 5m mgmL（即即1 110101111gmL ）。）。（1）自然遺傳轉(zhuǎn)化（簡稱自然轉(zhuǎn)化）自然遺傳轉(zhuǎn)化（簡稱自然轉(zhuǎn)化） 1928年，年，Griffith發(fā)現(xiàn)肺炎鏈球菌（發(fā)現(xiàn)肺炎鏈球菌（Streptococcus pneumoniae）的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化過程研究得較深入的就轉(zhuǎn)化過程研究得較深入的就是這種是這種G G細(xì)菌。細(xì)菌。目前已知有二十多個種的細(xì)菌具有自然轉(zhuǎn)化的能力目前已知有二十多個種的細(xì)菌具有自然轉(zhuǎn)化的能力進行自然轉(zhuǎn)化，需要二方面必要的條件：進行自然轉(zhuǎn)化，需要二方面必要的

9、條件：建立了感受態(tài)的受體細(xì)胞建立了感受態(tài)的受體細(xì)胞外源游離外源游離DNA分子分子枯草芽孢桿菌的自然轉(zhuǎn)化過程（革蘭氏陽性菌的轉(zhuǎn)化模型）枯草芽孢桿菌的自然轉(zhuǎn)化過程（革蘭氏陽性菌的轉(zhuǎn)化模型）strR，存在抗鏈霉素的基因標(biāo)記存在抗鏈霉素的基因標(biāo)記strS，有鏈霉素敏感型基因標(biāo)記有鏈霉素敏感型基因標(biāo)記自然轉(zhuǎn)化過程的特點：自然轉(zhuǎn)化過程的特點：a）對核酸酶敏感；對核酸酶敏感；c）轉(zhuǎn)化是否成功及轉(zhuǎn)化效率的高低主要取決于轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化是否成功及轉(zhuǎn)化效率的高低主要取決于轉(zhuǎn)化（DNA）供體菌和受體菌之間的親源關(guān)系；供體菌和受體菌之間的親源關(guān)系；d）通常情況下質(zhì)粒的自然轉(zhuǎn)化效率要低得多；通常情況下質(zhì)粒的自然轉(zhuǎn)化效率要低得多

10、；b）不需要活的不需要活的DNA給體細(xì)胞；給體細(xì)胞；提高質(zhì)粒的自然轉(zhuǎn)化效率的二種方法：提高質(zhì)粒的自然轉(zhuǎn)化效率的二種方法：1）使質(zhì)粒形成多聚體，這樣進入細(xì)胞后重新組合成有）使質(zhì)粒形成多聚體，這樣進入細(xì)胞后重新組合成有 活性的質(zhì)粒的幾率大大提高；活性的質(zhì)粒的幾率大大提高；2）在質(zhì)粒上插入受體菌染色體的部分片段，或?qū)①|(zhì)粒）在質(zhì)粒上插入受體菌染色體的部分片段，或?qū)①|(zhì)粒轉(zhuǎn)化進含有與該質(zhì)粒具有同源區(qū)段的質(zhì)粒的受體菌轉(zhuǎn)化進含有與該質(zhì)粒具有同源區(qū)段的質(zhì)粒的受體菌重組獲救重組獲救。（2）人工轉(zhuǎn)化）人工轉(zhuǎn)化用用CaCl2處理細(xì)胞，電穿孔等是常用的人工轉(zhuǎn)化手段。處理細(xì)胞，電穿孔等是常用的人工轉(zhuǎn)化手段。在自然轉(zhuǎn)化的基

11、礎(chǔ)上發(fā)展和建立的一項細(xì)菌基因重在自然轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上發(fā)展和建立的一項細(xì)菌基因重組手段，是基因工程的奠基石和基礎(chǔ)技術(shù)。組手段，是基因工程的奠基石和基礎(chǔ)技術(shù)。不是由細(xì)菌自身的基因所控制；不是由細(xì)菌自身的基因所控制；用多種不同的技術(shù)處理受體細(xì)胞，使其人為地處用多種不同的技術(shù)處理受體細(xì)胞，使其人為地處于一種可以攝取外源于一種可以攝取外源DNA的的“人工感受態(tài)人工感受態(tài)”。質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化效率高；質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化效率高；指用提純的病毒核酸（指用提純的病毒核酸（DNADNA或或RNARNA）去感染其去感染其宿主細(xì)胞或其原生質(zhì)體，可增殖出一群正常病毒宿主細(xì)胞或其原生質(zhì)體，可增殖出一群正常病毒后代的現(xiàn)象。后代的現(xiàn)象。噬菌體噬

12、菌體DNA被感受態(tài)細(xì)胞攝取并產(chǎn)生有活性的病毒顆粒被感受態(tài)細(xì)胞攝取并產(chǎn)生有活性的病毒顆?，F(xiàn)在把現(xiàn)在把DNA轉(zhuǎn)移至動物細(xì)胞的過程也稱轉(zhuǎn)染轉(zhuǎn)移至動物細(xì)胞的過程也稱轉(zhuǎn)染提純的噬菌體提純的噬菌體DNADNA以轉(zhuǎn)化的（而非感染）途徑以轉(zhuǎn)化的（而非感染）途徑進入細(xì)胞并表達后產(chǎn)生完整的病毒顆粒。進入細(xì)胞并表達后產(chǎn)生完整的病毒顆粒。特點：特點：轉(zhuǎn)染轉(zhuǎn)染轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化把重組噬菌體或重組病把重組噬菌體或重組病毒毒DNADNA引入受體細(xì)胞引入受體細(xì)胞 以質(zhì)粒為載體的重組以質(zhì)粒為載體的重組DNADNA分子引入受體細(xì)胞分子引入受體細(xì)胞 通過通過缺陷噬菌體缺陷噬菌體（defective phage）的媒介，的媒介，把供體細(xì)胞的小

13、片段把供體細(xì)胞的小片段DNADNA攜帶到受體細(xì)胞中，通過攜帶到受體細(xì)胞中，通過交換與整合，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)交換與整合，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為象，稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)。獲得新遺傳性狀的受體細(xì)胞，就。獲得新遺傳性狀的受體細(xì)胞，就稱稱轉(zhuǎn)導(dǎo)子轉(zhuǎn)導(dǎo)子（transductant）。）。由噬菌體介導(dǎo)的細(xì)菌細(xì)胞間進行遺傳交換的一種方式：由噬菌體介導(dǎo)的細(xì)菌細(xì)胞間進行遺傳交換的一種方式：一個細(xì)胞的一個細(xì)胞的DNADNA通過病毒載體的感染轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)胞中通過病毒載體的感染轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)胞中 能將一個細(xì)菌宿主的部分染色體或質(zhì)粒能將一個細(xì)菌宿主的部分染色體或質(zhì)粒DNA帶到另一個細(xì)菌的噬菌體稱為帶

14、到另一個細(xì)菌的噬菌體稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體。細(xì)菌轉(zhuǎn)導(dǎo)的二種類型：細(xì)菌轉(zhuǎn)導(dǎo)的二種類型：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)通過極少數(shù)通過極少數(shù)完全缺陷噬菌體完全缺陷噬菌體對對供體菌供體菌任何小任何小片段片段DNADNA進行進行“誤包誤包”，而將其遺傳性狀傳遞給，而將其遺傳性狀傳遞給受體受體菌菌的現(xiàn)象，稱為的現(xiàn)象，稱為普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)。一般用溫和噬菌體作為普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)的媒介。一般用溫和噬菌體作為普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)的媒介。 簡稱簡稱普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)或或完全轉(zhuǎn)導(dǎo)完全轉(zhuǎn)導(dǎo)（complete transduction）。經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)嗜菌體的媒介而獲得了供。經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)嗜菌體的媒

15、介而獲得了供體菌體菌DNADNA片段的受體菌，外源片段的受體菌，外源DNADNA在其內(nèi)進行在其內(nèi)進行交換、交換、整合和復(fù)制整合和復(fù)制，使其成為一個遺傳性狀穩(wěn)定的重組體，使其成為一個遺傳性狀穩(wěn)定的重組體，稱作稱作普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)子普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)子，這種現(xiàn)象就稱普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)。，這種現(xiàn)象就稱普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)。Salmonella typhimurium（鼠傷寒沙門氏菌）鼠傷寒沙門氏菌）的野生菌株的野生菌株Salmonella typhimurium（鼠傷寒沙門氏菌）鼠傷寒沙門氏菌）的營養(yǎng)缺陷型突變株的營養(yǎng)缺陷型突變株P(guān)22P22嗜菌體嗜菌體供體菌供體菌受體菌受體菌轉(zhuǎn)導(dǎo)模型供體菌供體菌受體菌受體菌轉(zhuǎn)導(dǎo)媒介轉(zhuǎn)導(dǎo)媒介嗜菌體嗜菌體誤

16、包誤包轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)子普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)子雙雙交交換換同源配對同源配對1010-6-61010-8-8S.typhimurium的的P22P22噬菌體噬菌體、E.coli的的P1P1噬菌體噬菌體、Bacillus subtilis的的PBS1PBS1和和SP10SP10等噬菌體等噬菌體都能進行都能進行完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)。供體菌供體菌轉(zhuǎn)導(dǎo)媒介轉(zhuǎn)導(dǎo)媒介嗜菌體嗜菌體受體菌受體菌 簡稱簡稱流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)（abortive transduction）。經(jīng)轉(zhuǎn)經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)嗜菌體的媒介而獲得了供體菌導(dǎo)嗜菌體的媒介而獲得了供體菌DNADNA片段的受體菌，外片段的受體菌，外源源DNADNA在其內(nèi)既在其內(nèi)既不進行

17、交換、整合和復(fù)制不進行交換、整合和復(fù)制，也不迅速消，也不迅速消失，而僅進行轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯和性狀表達，這種現(xiàn)象就稱失，而僅進行轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯和性狀表達，這種現(xiàn)象就稱流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)。流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)。受體菌受體菌外源外源DNADNA細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂外源基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯而外源基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯而形成的少量酶形成的少量酶獲得外源獲得外源DNADNA獲得少量酶獲得少量酶不不斷斷稀稀釋釋特點：在選擇培養(yǎng)基平板上形成微小菌落特點：在選擇培養(yǎng)基平板上形成微小菌落DNA不能復(fù)制，因此群體中僅一個細(xì)胞含有不能復(fù)制，因此群體中僅一個細(xì)胞含有DNA，而其它細(xì)胞只能得到其基因產(chǎn)物，形成微小菌落。而其它細(xì)胞只能得到其基因產(chǎn)物，形成微小菌落。普遍

18、性轉(zhuǎn)導(dǎo)的三種后果：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)的三種后果：進入受體的外源進入受體的外源DNA通過通過與細(xì)胞染色體的重組交換與細(xì)胞染色體的重組交換而形成穩(wěn)定的而形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導(dǎo)子轉(zhuǎn)導(dǎo)子。流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)（abortive transduction）轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)DNA不能進行重組和復(fù)制，但其不能進行重組和復(fù)制，但其攜帶的基因可經(jīng)過轉(zhuǎn)錄而得到表達。攜帶的基因可經(jīng)過轉(zhuǎn)錄而得到表達。特點：在選擇培養(yǎng)基平板上形成微小菌落特點：在選擇培養(yǎng)基平板上形成微小菌落外源外源DNA被降解，轉(zhuǎn)導(dǎo)失敗。被降解，轉(zhuǎn)導(dǎo)失敗。DNA不能復(fù)制，因此群體中僅一個細(xì)胞含有不能復(fù)制，因此群體中僅一個細(xì)胞含有DNA，而其它細(xì)胞只能得到其基因產(chǎn)物，形成微小菌落。

19、而其它細(xì)胞只能得到其基因產(chǎn)物，形成微小菌落。 指通過指通過部分缺陷的溫和噬菌體部分缺陷的溫和噬菌體把把供體菌供體菌的少的少數(shù)數(shù)特定基因特定基因攜帶到攜帶到受體菌受體菌中，并與后者的基因組整中，并與后者的基因組整合、重組，形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子的現(xiàn)象。合、重組，形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子的現(xiàn)象。 最初于最初于19541954年在年在E. coliK12中發(fā)現(xiàn)。中發(fā)現(xiàn)。特點：特點： 只只局限于傳遞供體菌核染色體上的局限于傳遞供體菌核染色體上的個別特定基因個別特定基因，一般為噬菌體整合位點兩側(cè)的基因；一般為噬菌體整合位點兩側(cè)的基因； 該特定基因由該特定基因由部分缺陷的溫和噬菌體部分缺陷的溫和噬菌體攜帶；攜帶； 缺陷噬菌體的形成

20、方式是由于它在脫離宿主染色體過缺陷噬菌體的形成方式是由于它在脫離宿主染色體過程中，發(fā)生低頻率（程中，發(fā)生低頻率（1010-5-5）“誤切誤切”（不正常切離，（不正常切離，abnormal excesion）或由于雙重溶源菌的或由于雙重溶源菌的裂解裂解而形成；而形成； 局限轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的產(chǎn)生要通過局限轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的產(chǎn)生要通過UVUV等因素對溶源菌的等因素對溶源菌的誘導(dǎo)誘導(dǎo)并引起裂解后才產(chǎn)生。并引起裂解后才產(chǎn)生。局局限限轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)根據(jù)轉(zhuǎn)導(dǎo)子出現(xiàn)頻率的高低分類根據(jù)轉(zhuǎn)導(dǎo)子出現(xiàn)頻率的高低分類溫和噬菌體感染溫和噬菌體感染整合到細(xì)菌染色體的特定位點上整合到細(xì)菌染色體的特定位點上宿主

21、細(xì)胞發(fā)生溶源化宿主細(xì)胞發(fā)生溶源化溶源菌因誘導(dǎo)而發(fā)生裂解時，溶源菌因誘導(dǎo)而發(fā)生裂解時，在前噬菌體二側(cè)的少數(shù)宿主基在前噬菌體二側(cè)的少數(shù)宿主基因因偶爾發(fā)生的不正常切割而因因偶爾發(fā)生的不正常切割而連在噬菌體連在噬菌體DNA上上部分缺陷的溫和噬菌體部分缺陷的溫和噬菌體把供體菌的少數(shù)特定基因轉(zhuǎn)移到受體菌中把供體菌的少數(shù)特定基因轉(zhuǎn)移到受體菌中缺陷噬菌體在宿主細(xì)胞內(nèi)能夠象正常的缺陷噬菌體在宿主細(xì)胞內(nèi)能夠象正常的DNADNA分子一樣進行分子一樣進行復(fù)制、包裝，提供所需要的裂解功能，形成復(fù)制、包裝，提供所需要的裂解功能，形成轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒。但沒有正常噬菌體的但沒有正常噬菌體的溶源性和增殖能力溶源性和增殖能力，感

22、染受體細(xì)胞，感染受體細(xì)胞后，通過后，通過DNADNA整合進宿主染色體而形成穩(wěn)定的整合進宿主染色體而形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導(dǎo)子轉(zhuǎn)導(dǎo)子。E. coli的的嗜菌體嗜菌體和和8080嗜菌體嗜菌體具有局限轉(zhuǎn)導(dǎo)的能力。具有局限轉(zhuǎn)導(dǎo)的能力。 正常的溫和噬菌體感染其宿主而使其發(fā)生正常的溫和噬菌體感染其宿主而使其發(fā)生溶源化溶源化時，因噬菌體的基因整合到宿主核基因時，因噬菌體的基因整合到宿主核基因組上，而使宿主獲得了除免異性外的組上，而使宿主獲得了除免異性外的新遺傳性新遺傳性狀狀的現(xiàn)象，稱溶源轉(zhuǎn)變。的現(xiàn)象，稱溶源轉(zhuǎn)變。一個與轉(zhuǎn)導(dǎo)相似又不同的現(xiàn)象一個與轉(zhuǎn)導(dǎo)相似又不同的現(xiàn)象溶源轉(zhuǎn)變與轉(zhuǎn)導(dǎo)的不同？溶源轉(zhuǎn)變與轉(zhuǎn)導(dǎo)的不同？a）這是一

23、種不攜帶任何外源基因的正常時菌體；這是一種不攜帶任何外源基因的正常時菌體；b）是嗜菌體的基因內(nèi)而不是供體菌的基因提供了是嗜菌體的基因內(nèi)而不是供體菌的基因提供了宿主的信性狀；宿主的信性狀；c）新性狀是宿主細(xì)胞溶源化時的表型，而不是經(jīng)遺新性狀是宿主細(xì)胞溶源化時的表型，而不是經(jīng)遺傳重組形成的穩(wěn)定轉(zhuǎn)導(dǎo)子；傳重組形成的穩(wěn)定轉(zhuǎn)導(dǎo)子；d）獲得的性狀可隨嗜菌體的消失而同時消失；獲得的性狀可隨嗜菌體的消失而同時消失； 供體菌供體菌（“雄性雄性”）通過通過性菌毛性菌毛與與受體菌受體菌（“雌雌性性”）直接接觸，把）直接接觸，把F F質(zhì)粒質(zhì)粒或其攜帶的不同長度的或其攜帶的不同長度的核基因核基因組片段組片段傳遞給后者，

24、使后者獲得若干新遺傳性狀的現(xiàn)象，傳遞給后者，使后者獲得若干新遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為稱為接合接合。通過接合而獲得新遺傳性狀的受體細(xì)胞，就。通過接合而獲得新遺傳性狀的受體細(xì)胞，就是是接合子接合子（conjugant）。）。1946年，年，Joshua Lederberg 和和Edward L.Taturm細(xì)菌的多重營養(yǎng)缺陷型雜交實驗細(xì)菌的多重營養(yǎng)缺陷型雜交實驗通過細(xì)胞與細(xì)胞的直接接觸而產(chǎn)生的通過細(xì)胞與細(xì)胞的直接接觸而產(chǎn)生的遺傳信息的轉(zhuǎn)移和重組過程遺傳信息的轉(zhuǎn)移和重組過程中間平板上長出的中間平板上長出的原養(yǎng)型菌落是兩菌原養(yǎng)型菌落是兩菌株之間發(fā)生了遺傳株之間發(fā)生了遺傳交換和重組所致！交換和重組所致！大腸

25、桿菌的接合機制大腸桿菌的接合機制接合作用是由一種被稱為接合作用是由一種被稱為F因子的質(zhì)粒介導(dǎo)因子的質(zhì)粒介導(dǎo)F因子的分子量通常為因子的分子量通常為5107，上面有編碼細(xì)菌產(chǎn)生性菌毛，上面有編碼細(xì)菌產(chǎn)生性菌毛（sex pili）及控制接合過程進行的及控制接合過程進行的20多個基因。多個基因。含有含有F因子的細(xì)胞：因子的細(xì)胞：“雄性雄性”菌株（菌株（F+），），其細(xì)胞表面有性菌毛其細(xì)胞表面有性菌毛不含不含F(xiàn)因子的細(xì)胞：因子的細(xì)胞：“雌性雌性”菌株（菌株（F-），），細(xì)胞表面沒有性菌毛細(xì)胞表面沒有性菌毛F因子為附加體質(zhì)粒因子為附加體質(zhì)?？擅撾x染色體在細(xì)胞內(nèi)獨立存在，可插入（整合）到染色體上可脫離染色體

26、在細(xì)胞內(nèi)獨立存在，可插入（整合）到染色體上F F因子的四種細(xì)胞形式因子的四種細(xì)胞形式a）F F- -菌株菌株， 不含不含F(xiàn)因子，沒有性菌毛，但可以通過接合因子，沒有性菌毛，但可以通過接合作用接收作用接收F因子而變成雄性菌株（因子而變成雄性菌株（F+）；）；b）F F+ +菌株菌株， F因子獨立存在，細(xì)胞表面有性菌毛。因子獨立存在，細(xì)胞表面有性菌毛。c）HfrHfr菌株菌株，F(xiàn) F因子插入到染色體因子插入到染色體DNADNA上上，細(xì)胞表面有性菌毛。，細(xì)胞表面有性菌毛。d）FF菌株菌株，Hfr菌株內(nèi)的菌株內(nèi)的F因子因不正常切割而脫離染因子因不正常切割而脫離染色體時，色體時， 形成游離的但攜帶一小段

27、染色體基因的形成游離的但攜帶一小段染色體基因的F因子，因子，特稱為特稱為F因子。因子。 細(xì)胞表面同樣有性菌毛。細(xì)胞表面同樣有性菌毛。通過人為的方法，使遺傳性狀不同的兩細(xì)胞通過人為的方法，使遺傳性狀不同的兩細(xì)胞的原生質(zhì)體進行融合，借以獲得兼有雙親遺傳性的原生質(zhì)體進行融合，借以獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定的重組子的過程，稱為狀的穩(wěn)定的重組子的過程，稱為原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合。由此法獲得的重組子，成為由此法獲得的重組子，成為融合子融合子（fusant）。）。選擇兩個有特殊價值的并帶有選擇性遺傳標(biāo)記的細(xì)胞作為親本選擇兩個有特殊價值的并帶有選擇性遺傳標(biāo)記的細(xì)胞作為親本脫壁酶脫壁酶細(xì)菌或放線菌可用細(xì)菌或放線菌可用溶菌酶溶菌酶或或青霉素青霉素處理，處理，真菌可用真菌可用蝸牛酶蝸牛酶或其他相應(yīng)的或其他相應(yīng)的脫壁酶脫壁酶等等離心聚集離心聚集在高滲溶液中稀釋在高滲溶液中稀釋加入促融合劑或電脈沖加入促融合劑或電脈沖各種選擇性培養(yǎng)基各種選擇性培養(yǎng)基原生質(zhì)體融合的主要步驟是：原生質(zhì)體融合的主要步驟是：原生質(zhì)體融合的重組頻率已大于原生質(zhì)體融合的重組頻率已大于1010-1-1（而誘變育種一（而誘變育種一般僅為般僅為1010-6-6）；）；同種的不同同種的不同菌株間菌株間或或種間種間進行融合，進行融合，屬間、科間屬間、科間甚至更遠緣的微生物或高等生物細(xì)胞間甚至更遠緣的微生物或高等生物細(xì)胞間的融合