微生物的遗传变异和育种过程.ppt

中间平板上长出的原养型菌落，是因为两菌株之间发生了遗传交换和重组所致！ 证实接合过程需要细胞间的直接接触的“U”型管实验（ Bernard Davis，1950 ） 接合机制 接合作用是由一种被称为F因子的质粒介导。 F因子的分子量通常为5×107，上面有编码细菌产生性菌毛及控制接合过程进行的20多个基因。 F因子为附加体质粒，既可以脱离染色体在细胞内独立存在，也可插入（整合）到染色体上 F因子的四种细胞形式 a）F-菌株(“雌性”菌株)，不含F因子，没有性菌毛，但可以通过接合作用接收F因子而变成F+菌株； b）F+菌株(“雄性”菌株)， F因子独立存在，细胞表面有性菌毛。 c）Hfr菌株，F因子插入到染色体DNA上，细胞表面有性菌毛。 d）F′菌株，Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时，形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子，特称为F′因 子。 细胞表面同样有性菌毛。 F+ ×F- F’ × F- Hfr × F- 的接合结果 F+ ×F- 2 F+ F’ × F- 2F’ Hfr × F- Hfr+受体菌获得Hfr菌株部分 遗传性状（ F- ） （三）转导(transduction) 转导：通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的DNA小片段携带到受体细胞中，通过交换与整合，使后者获得前者部分遗传形状的现象。获得新遗传形状的受体细胞称为转导子（transductant） 转导的方式： 普遍转导 转导 局限转导 1、普遍转导（generalized transduction） 通过完全缺陷噬菌体对供体菌任何小片段的误包，而实现其遗传性状传递到受体菌的转导现象。 (1) 意外的发现 1951年,Joshua Lederberg和Norton Zin- der为了证实大肠杆菌以外的其它菌种是 否也存在接合作用,用二株具不同的多重 营养缺陷型的鼠伤寒沙门氏菌进行的实验: 用“U”型管进行同样的实验时,在给体和受体细胞不接触的情况下,同样出现原养型细菌！ 沙门氏菌LT22A是携带P22噬菌体的溶 源性细菌另一株是非溶源性细菌 一个表面看起来常规的研究却导致 一个惊奇和十分重要发现！ 基因的传递很可能是由可透过“U”型管滤板的P22噬菌体介导的 普遍性转导这一重要的基因转移途径 (2) 转导模型 普遍性转导的三种后果: 进入受体的外源DNA 通过与细胞染色体的 重组交换而形成稳定 的转导子 外源DNA被降解,转导失败。 流产转导 流产转导(abortive transduction) 特点:在选择培养基平板上形成微小菌落 转导DNA不能进行重组和复制,但其携带的基因可经过转录而得到表达。 DNA不能复制,因此群体中仅一个细胞含有 DNA,而其它细胞只能得到其基因产物,形成微小菌落。 2、局限转导（specializd transduction） 概念：通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并获得表达的转导现象。 特点：仅转导供体菌的个别基因（一般为噬菌体整合位点两侧的基因）；特定的基因由部分缺陷噬菌体携带；缺陷噬菌体是由于其在形成过程中所发生的低频率误切（误切的频率一般在10-5左右，如E.coli 噬菌体引起的半乳糖利用、产生物素基因的转导）而形成。 温和噬菌体感染 整合到细菌染色体特定位点上 宿主细胞发生溶源化 溶源菌因诱导而发生裂解时, 在前噬菌体二侧的少数宿主 基因因偶尔发生的不正常切 割而连在噬菌体DNA上 部分缺陷的温和噬菌体 把供体菌的少数特定基因转移到受体菌中 接合 (conjugation)： 细胞与细胞的直接接触(由F因子介导) 转导(transduction)： 由噬菌体介导 转化 (transformation)： 游离DNA分子 + 感受态细胞 “接合” “转导” 及“转化”这三种遗传重组过程各自的特点： 外源DNA的来源及进入途径有差异 （四）原生质体融合（protoplast fusion） 概念：通过人为的方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合，并进而