第七章微生物的遗传变异与育种食品微生物学江南大学.ppt

转化的条件 1.菌株 2.菌株间的亲缘关系。 3.受体菌所处的状态（即感受态） 4.感受态的出现与菌株的遗传特性、培养条件有关。 5.供体细胞的DNA片段的分子量一般在107。 转化 转化因子（transforming principle ） 在转化过程中，转化的DNA片段称为转化因子 ，分子量小于107，最多不超过10~20个基因。 感受态（competence） 受体细胞最容易接受外源DNA片段并能实现转化的一种生理状态 受体菌只有处于感受态时，才能摄取转化因子。 细菌处于感受态是因为其表面有一种吸附DNA的受体. 影响感受态出现的因素 培养时间：生长的对数期、稳定期 群体比例和维持时间 外界环境因子：cAMP（提高1万倍）和Ca2+ 感受态因子：膜相关DNA结合蛋白、细胞壁自溶素、核酸酶 转化的类型： 根据感受态建立的方式，可以分为： 自然遗传转化natural genetic transformation 人工转化artificial transformation 转化的过程 ①受体细胞出现感受态 ②吸收ssDNA ③掺入DNA形成复合物 ④受体菌染色体复制，杂合区也跟着复制， 细胞分裂 参与转化的基因供体只是游离的DNA分子， 整个转化过程不需要细胞间的直接接触。 转化的频率：很低，仅有0.1~1% 转化过程示意图 转化示意图 人工转化——是通过人为诱导的方法，使细胞具有摄取DNA的能力，或人工地将DNA导入细胞内。 方法： ①CaCl2处理细胞，使其成为能摄取外源DNA的感受态状态. ②电穿孔法electroporation：用高压脉冲电流击破细胞膜，或击成小孔，使各种大分子（包括DNA ）能通过这些小孔进入细胞。 转染（transfection） 定义： 把噬菌体或其它病毒的DNA（或RNA）抽提出来，让它去感染感受态的宿主细胞，并进而产生正常的噬菌体或病毒的后代，这种现象称为转染（transfection）。 与转化的区别： 病毒或噬菌体并非遗传基因的供体菌 中间不发生任何遗传因子的交换或整合 最后不产生具有杂种性质的转化子 （二）转导（transduction） 1.转导及其发现 J.Lederberg等（1952）在Salmonella typhimurium（鼠伤寒沙门氏菌）中发现的。 注：LA2与LA22是两株不同的氨基酸缺陷型，LA22是溶源菌，其中含有前噬菌体PLT22。 LA22 LA2 滤器 Try-his+ Try+his- 是利用温和性噬菌体作媒介，将供体细胞的DNA的 小片段（部分DNA）传递给另一受体细胞，通过交 换与整合，从而使受体菌的遗传性状发生改变的现象。 存在范围： 除Salmonella typhimurium（鼠伤寒沙门氏菌）外，其它原核微生物中如E.coli、Bacillus、Proteus、Pseudomonas、Shigella、Staphylococcus、Vibrio和Rhizobium等属中都曾发现转导现象。 转导的类型 完全普遍转导 普遍转导 流产普遍转导 低频转导 局限转导 高频转导 溶原转变 转导 普遍性转导Complete Tranduction 通过极少数完全缺陷噬菌体对供体菌基因组上任何小片段DNA进行不精确的“误切”，而将其遗传性状传递给受体菌的现象。 噬菌体裂解第一个宿主时可能有三种情况： 1）包入的完全是噬菌体的DNA（正常噬菌体） 2）包入的完全是细菌DNA（完全缺陷噬菌体） 3）部分带有噬菌体基因的DNA（部分缺陷噬菌体） 转导分别是由后两种噬菌体参与进行的。 供体菌裂解时，如把少量裂解物与大量受体菌群体相混，使其感染复数（m.o.i）1，这种完全缺陷噬菌体就会将这一外源DNA片段导入受体细胞内 由于一个受体细胞只感染了一个完全缺陷噬菌体，故受体细胞不会发生往常的溶原化，也不显示其免疫性，更不会裂解和产生正常的噬菌体； 导入的外源DNA片段可与受体细胞核染色体组上的同源区段配对，在通过双交换而整合到受体菌染色体组中，所以使后者成为一个遗传性状稳定的转导子。 感染复数：由于每一宿主细胞表面的特异性受体有限，因此所能吸附的噬菌体数目也有一个限量。 每一敏感细胞所能吸附的噬菌体的数量,m.o.i一般很大，可达250~360。 由于超m.o.i的外源噬菌体吸附而引起的、不能产生子代噬菌体的