2018年microbial-genetics3细菌和放线菌的基因重组和遗传分析-文档资料.ppt

《2018年microbial-genetics3细菌和放线菌的基因重组和遗传分析-文档资料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年microbial-genetics3细菌和放线菌的基因重组和遗传分析-文档资料.ppt（117页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、,真核微生物：基因重组涉及整个染色体 减数分裂 原核生物：基因重组仅涉及部分染色体或个别基因 转化、接合、转导,第一节 转化作用（Transformation）,转化：某一基因型细胞从周围介质中吸收来自另一基因型细胞DNA而使受体细胞基因型和表型发生相应变化的现象。,A. Transformation,Transfer of free DNA to a bacterial genome.,free DNA,free DNA,recipient cell,general recombination 一般重组(同源重组),Transformant 转化子,chromosome,General re

2、combination is not necessary because plasmids have origins of replication,transformant,free DNA (plasmid),TB,Griffith in 1928, 肺炎双球菌转化现象 自然转化的原核生物种类 大肠杆菌 肺炎双球菌 枯草芽孢杆菌 流感嗜血菌,一、转化作用的发现,Griffith转化研究(1928),二、转化作用过程,1、受体细胞感受态出现 2、转化因子的吸附和渗入 3、转化因子的整合,1、感受态出现,感受态(Competence) ：细菌从周围环境吸收DNA 分子，并且不易被细胞内的限制性内

3、切酶分解时所处的一种特殊生理状态。 处于感受态的细胞转化率高,Competence :The capacity of cells to take up free DNA,a. Some cells are naturally competent,TB,感受态：在特定生长阶段或特定条件下出现，一般出现在细胞对数期后；不同细胞维持感受态时间不同； 实验：肺炎双球菌抗链霉素菌株DNA 转化无抗性菌株,感受态诱导,如果细胞没处于感受态可以诱导： 细胞由营养丰富的培养液贫瘠的培养液 高浓度CaCl2和改变温度结合处理：适合于独立的DNA 复制子，如质粒和病毒，转化率很高。,对数生长期的大肠杆菌(受体菌)

4、悬浮于冰预冷的低渗0.1mol/L氯化钙溶液中处理15-30min 使细菌细胞膜通透性增加（成为感受态细胞） 向大肠杆菌中加入外源DNA，使之吸附于细胞表面42短暂的热处理，促进外源DNA进入感受态细胞.,感受态诱导(实验), 对于不能自然形成感受态的细胞，可以采用 PEG（聚乙二醇）诱导转化, 这类细菌首先用细胞壁降解酶除去肽聚糖层，在PEG存在下，质粒和噬菌体DNA可以高效导入原生质体。 -例如：Bacillus subtilis利用 PEG技术可以使80%的细胞被转化，107转化子ug质粒DNA。,对于不能自然形成感受态的细胞，也不能诱导产生感受态的细胞，可以用人工方法将核酸导入 电击穿

5、孔转化：用电转化仪产生的高压脉冲电流击穿细胞膜形成小孔，使DNA分子通过小孔瞬间进入细胞。小孔自动恢复原状. 该法适合于原核细胞和真核细胞。 对于大肠杆菌，109- 1010转化子ugDNA.,电转化仪（转化细菌和真菌）,3)Transformation Application: Recombinant DNA technology,电击杯,利用高压气体加速，将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的受体细胞中。,He,利用Gene gun转化DNA,二、转化作用过程,1、受体细胞感受态出现 2、转化因子的吸附和渗入 3、转化因子的整合,2、转化因子的吸附和渗入,转化因子(线形)首

6、先吸附在感受态细胞表面凹陷处， 由核酸内切酶作用将 DNA切成4-5MD的片段， 再由核酸外切酶作用将双链的一个单链分解， 另一单链与感受态特异蛋白结合，进入细胞。,感受态特异蛋白,细胞分泌小蛋白,而导致细菌 感受态的形成,在营养缺乏的 饥饿状态下，细胞易产生感 受态因子,在自然转化中感受态因子与细胞表面 受体相互作用产生自溶素，自溶素可 使细胞表面的DNA 结合蛋白和核酸酶 裸露。核酸酶可完全降解DNA，所以 自然转化很难发生。,3、转化因子整合,1）受体DNA部分双链松开，供体和受体DNA单链碱基配对 2）供体DNA整合于受体染色体上，与之配对的受体DNA单链被DNA酶降解 3）不与供体D

7、NA配对的另一条受体DNA单链被切下降解 4）供体DNA单链复制成双链,细菌转化,三、 转化在遗传分析中的应用,1、基因连锁检测 实验：肺炎双球菌R/Amps（受体）和S/Ampr型（供体）进行转化。 S/AmprDNA + R/Amps R/Ampr or S/AmpS 说明每次转化,受体菌只能得到供体菌某一形状.,共转化：受体菌吸收外源DNA 后，两个遗传形状同时改变的现象。 共转化的两个基因可以是连锁或非连锁的关系。如何判断两个基因是不是连锁关系？ 根据转化子的产生和供体DNA的浓度关系进行判断。,(1)如果ab是连锁的，当DNA浓度下降时（下降10倍），ab转化频率的下降趋势与 a或b

8、相同（下降10倍). (2)如果ab是不连锁的， ab转化频率是 a和b的乘积；当DNA浓度下降时，ab转化频率的下降将远远超过a和b（下降100倍) 。,外源DNA(a和b基因)转化,2、遗传学图谱的绘制,如果确定了两个共转化基因存在连锁关系，可以根据共转化频率来进行基因定位. 同一染色体片段两个基因位置越近，共转化频率越高。 共转化频率可以用共转指数代表。 共转指数 = a+b+ （ a+b-+ a-b+ +a+b+） 共转指数越大，两个基因相距越近.,7类转化子,3个基因相对位置？,共转指数=a+b+ (a+b-+ a-b+ +a+b+),共转指数越大，两个基因相距越近.,每两个基因共转

9、指数=1-重组值,分别为 trp2-his2:0.66, trp2-tyr1:0.60 his2-tyr1:0.87 共转指数越大，两个基因相距越近. 3个基因相对位置： trp2-his2-tyr1,一 接合现象的发现 E.coli k12两个营养缺陷型混合，以 10-8出现野生型。,第二节 接合作用,细菌接合作用,对接合现象的解释：,（1）可能是细菌接合后发生基因重组的结果； （2）细菌并没有接合，而是交换了DNA（转化）； （3）细菌细胞并没有接合，而是通过培养基交换了养料，即互养； （4）细菌细胞并没有接合，而是亲本细菌发生了回复突变的结果； （5）虽经接合而未发生基因重组，只是形成异

10、核体或杂合二倍体。,接合作用的证明,1、转化作用的排除,由于在报道接合试验结果之前转化实验已经是众所周知，因此有人怀疑该结果是由转化所导致的。1950年，B.D.Davis设计了U形管实验否定了这一推测（见右图）,2、互养的排除,营养缺陷型细菌通过培养基交换养料而产生的现象称为互养。,Lederberg 和 Tatum将培养过一种营养缺陷型细菌的培养基经过灭菌、过滤，然后加入到另一营养缺陷型菌培养物中。即使前一种菌在培养、灭菌、过滤之前曾发生过裂解，也不能是后一种菌产生原养型。,3、回复突变的排除,若要发生两种突变的回复突变，其几率为1012， 这是不可能的。,4、异核体和杂合二倍体的排除,异

11、核体和杂合二倍体的遗传性状不稳定，在传代过程中会发生性状分离，但事实恰恰相反，原养型菌落的基因型是稳定的，证明是单倍重组体。,二、F 因子与接合作用,（一）接合作用条件：两种菌接触、供体菌含有 F因子（致育因子） 1、F因子 F因子是一种独立于染色体之外的遗传因子，为质粒。 含有F因子的供体F+细胞和不含F因子的受体F-细胞接触后， F-细胞全部变成F+细胞,F因子/ F质粒,F因子基因组分三个区段,1）控制自主复制：含有复制酶基因（rep ）、不相溶性基因inc和环型DNA复制起点oriV（双向复制）. 2）转移区段：由23个基因组成一个具有转移功能的操纵子，含性菌毛形成基因以及oriT（滚

12、环复制和基因转移起点，单向复制）. 3）3个插入序列和一个转座元.,接合作用的另外一个条件：供体菌带有性菌毛， 接合第一步：性菌毛识别受体细胞，供体性菌毛接触受体F-细胞，很快两细胞直接接触形成胞质桥通道；胞质桥是F因子转移通道，但性菌毛不是。 接合第二步：F因子在复制同时通过胞质桥通道进入受体细胞。,2、 F 因子存在状态及其 它们之间的关系,根据F因子的存在状态将大肠杆菌分为4种： F-细胞：不含F因子 F+细胞：含游离于染色体之外的F因子 Hfr细胞： F+整合到细菌染色体上 F细胞： F+从细菌染色体上误差脱离形成F细胞。,(二)细菌接合的三种方式,replication and tr

13、ansfer of ssDNA,F+,exconjugant,F+,Note that the recipient cell becomes F+,oriT,胞质桥,F因子一条单链在oriT（转移和合成位点）打开，5 端通过通道进入受体 受体细胞和供体细胞中两个单链采取滚环复制， F因子全部转移。 供体染色体DNA 并不转移。,滚环复制,滚环复制的电镜照片, Hfr F- Crosses,Mechanism of Hfr x F- Crosses,缺刻螺旋酶,Hfr部分基因组转移，转移频率比F+ F-高1000倍以上，为高频重组 转移时首先在oriT开始，然后小部分F因子，接着染色体基因组，最

14、后是大部分F因子， Hfr全部基因组转移很难，所以Hfr F-仍为F-细胞。,在F F-接合作用中， F因子能专一导入F-细胞使受体成为F细胞。 整个过程与F+ F-接合作用相同。,3） F F-接合作用,An improperly excised F plasmid containing a segment of bacterial chromosomal DNA., F x F- Crosses:,F,Mechanism of F x F- Crosses,三、中断杂交试验及基因定位,基因定位：通过遗传重组等手段确定不同的基因在染色体上的位置及相对距离，从而获得遗传图谱。 细菌基因转移的三

15、种方式（接合、转导、转化）都可以用来进行细菌基因组作图。,1、中断杂交（interrupted mating）技术,1957年由wollman和Jacob首次进行中断杂交实验 1)利用HfrF-的接合过程，在不同时间取样，并把样品猛烈搅拌以分散接合中的细菌，然后分析受体细菌基因型，以时间(分钟)为单位绘制遗传图谱，该图谱是细菌染色体上基因顺序的直接反映。,2)在杂交过程中，按照特定时间间隔取样，用高速搅拌器将杂交的Hfr和F-分开，涂补于不同选择性培养基上培养。 这种在接合的特定时间内人为的中断杂交以测定重组子基因型的的方法称中断杂交实验。,3）在HfrF-的接合过程中，Hfr细胞染色体从F因

16、子的oriT位点开始逐渐向F-细胞转移，靠近oriT位点的基因有更多机会出现在F-细胞中，越是后面的基因转移几率越小。,4）供体菌和受体菌： 供体菌： Hfr：strsthr+leu+azisT1slac+gal+ 受体菌： F- strrthr-leu-azirT1rlac-gal- 将4108Hfr和2107 F-对数期细菌混合，培养。,每隔一定时间取样，在组织捣碎机中搅拌以分散接合着的Hfr和F- 细胞 稀释，接种到含链霉素的培养基中，筛选thr+leu+strr重组子，再对每一个重组子的非选择性标记azi、T1、lac、gal进行测定,供体菌：Hfr：strsthr+leu+azisT

17、1slac+gal+ 受体菌：F-： strrthr-leu-azirT1rlac-gal-,混合8分钟取样，所得菌落的非选择性标记全部和F- 相同，说明还没有任何Hfr基因进入受体中， 9分钟开始出现azis敏感菌落，说明 azis基因进入F-细胞中 11分钟出现对Ts敏感的F-菌落 18分，出现lac+ 24分，出现gal+,T1r,2.大肠杆菌环形基因图,1）F因子可整合到大肠杆菌不同位置，所以从F+可以得到各种Hfr，它们DNA转移的方向和起点不同 2） wollman和Jacob对分离得到的多株Hfr菌进行杂交中断实验，首次推断大肠杆菌染色体基因组是环形的 3）其遗传图谱须用多株F因

18、子整合在不同位置的Hfr菌才能完成,大肠杆菌基因组很大（全部转移 需要100分钟），,一 转导作用的发现,第三节、转导作用（transduction）,1951莱德伯格和津德发现转导作用 转导作用：由噬菌体介导的遗传物质单方面转移的作用 以鼠伤寒沙门氏菌为材料:LT-2(met-his-)和LT-22(phe-trp-tyr-) 培养数小时,在LT-22一端出现野生型。 LT-22带有P22温和噬菌体,可以自由通过滤板。,LT-2(met-his-),LT-22(phe-trp-tyr-),P22温和噬菌体,鼠伤寒沙门氏菌,LT-22野生型,二 转导噬菌体类型 (一)烈性噬菌体 1 烈性噬菌体

19、 噬菌体遗传学研究中应用得最早而且广泛的是T系列噬菌体,第三节、转导作用（transduction）,这里值得注意的是T一偶数噬菌体的DNA中不含有一般的胞嘧啶而含有5-羟甲基胞嘧啶)。,2 一级生长实验和单菌释放实验,一级生长实验：将噬菌体和细菌以1：10混合以保证每一噬菌体都有感染细菌的机会。吸附几分钟后将感染的细菌稀释到抗噬菌体血清中以除去游离的噬菌体，接着又稀释到培养液中进行培养，在培养过程中取样测定噬菌斑数。 从感染到噬菌斑数上升前的一段时间称为潜伏期，从图3.33可以看到T4的潜伏期是24min。 在潜伏期的噬菌斑数就是感染有噬菌体的细菌数 .噬菌斑的最大数值是这些被感染的细菌所释

20、放的全部噬菌体数； 后一数值除以潜伏期噬菌斑数就可以得到每一被感染的细菌所释放的噬菌体的平均数，即释放量,单菌释放实验,混合敏感细菌和噬菌体，吸附5min后立即将菌液稀释到每毫升中只含有23个被感染细菌，并立即取少量(例如0.2m1)分装到一系列试管中，使每试管平均只含有0.4-0.6个被感染细菌。 经30min培养后将每一样品混合大量敏感细菌涂在培养基上。 经培养以后可以看到大部分培养皿上没有噬菌斑，少数培养皿上出现个别的噬菌斑，这些是游离噬菌体所形成的噬菌斑； 另外少数培养皿上出现几十甚或1000以上的噬菌斑，大部分是单个细菌所释放的噬菌斑。 噬菌体T1的单菌释放量多数是100200。,3

21、 基因重组和连锁,噬菌体的基因重组在20世纪40年代中首先在大肠杆菌噬菌体T2中发现。 为了检测噬菌体中的基因重组，首先必须要有突变型。 在噬菌体中最先发现的突变型有快速溶菌(rapidlysis，r)、寄主范围(host range, h)和小形噬菌斑(minute plaque，m)等。,突变型的噬菌斑,r突变型的噬菌斑比野生型的噬菌斑大而且边缘清晰， m突变型的噬菌斑比野生型的噬菌斑较小而边缘模糊， h突变型能在抗野生型噬菌体的细菌上形成噬菌斑。,h突变型和野生型h+可以用混合指示菌方法鉴别,h+只能裂解品系B的野生型大肠杆菌，h能裂解野生型细菌及抗T2细菌(用B/2表示)。 把h和h+

22、噬菌体和大量的野生型细菌和抗T2细菌混合接种。经过培养以后就可以看到两种噬菌斑，透明的一种是h突变型的噬菌斑，半透明的一种是野生型(h+)的噬菌斑(图3.34)。,寄主范围突变型h (hr+)和快速溶菌突变型r (h+r)噬菌体对寄主细菌B进行混合感染,把释放出来的噬菌体接种在混合指示菌上。结果可以看到培养皿上出现的噬菌斑是4种， 小而透明的(hr+)、大而半透明的(h+r)、小而半透明的(h+r+)以及大而透明的(hr)。 前两种是亲本组合，后两种是重组类型,大肠杆菌噬菌体T4的一个三点测交,(二) 温和噬菌体,1 裂解反应和溶源化反应 溶源性细菌失去了它的原噬菌体后就成为非溶源性细菌。非溶

23、源性细菌接触温和噬菌体时可以发生裂解反应或溶源化反应。 1)溶源性细菌和非溶源性细菌相区别 溶源性细菌经紫外线、丝裂霉素C等处理后会大量地释放噬菌体。 溶源性细菌也会自发地释放噬菌体。但是一般大约102103细菌中才有一个进行自发释放，而经处理后释放噬菌体的细菌可多达90。 对于同一种噬菌体所表现的免疫性，即不能再为同一种噬菌体所裂解或溶源化。,抗性细菌不带有噬菌体并且对噬菌体不敏感， 敏感细胞不带有噬菌体同时对于噬菌体是敏感的， 溶源性细菌本身带有噬菌体而对于外来的噬菌体则不敏感。 此外溶源性菌株能自发释放少量噬菌体，所以接触敏感细菌时出现局部溶菌现象。,在涂满敏感细菌的培养皿上接种少量溶源

24、性细菌并经培养以后，可以看到出现了中央长有细菌的噬菌斑。 这种噬菌斑是由繁殖到达一定数量后的少数溶源性细菌所自发释放的噬菌体感染敏感细菌后形成的。,2 温和噬菌体和寄主细菌在生理上的关系,用某一菌株的细菌所释放的去感染同一菌株的细菌时出斑率是1； 不论从哪一菌株的细菌释放的去感染细菌C时出斑率都是1； 用它们感染K12r或Br时出斑率也是l； 但是凡是用从一株大肠杆菌所释放的去感染另一株大肠杆菌时，出斑都是10-4或更低； 用K12(P1)细菌所释放的去感染K12细菌时出斑率是1； 而用K12细菌所释放的去感染K12(PI)时出斑率只有210-5。,一种细菌为从另一种细菌所释放的所感染时出斑率

25、的下降便是限制酶作用的结果。用来自同一种细菌的感染时出斑率是1，这是因为这些噬菌体的DNA都经过这种细菌的修饰酶的作用而变为不再能为它自身的限制酶所分解。 外源DNA进入一个细菌细胞时或是被修饰而免于分解，或是在没有被修饰以前便被分解了。凡是能免于分解而成为成熟的噬菌体的DNA都已被修饰。这些噬菌体感染同一种细菌时它的DNA便不被分解。可是它去感染别种细菌时出斑大为下降，说明每一种细菌有它特有的限制修饰系统，为一种细菌所修饰的DNA只能避免被这种菌的限制酶所分解，可是不能避免为另一种细菌的限制酶所分解。限制缺陷型r的出斑率是1，进一步说明出斑率的下降是限制酶作用的结果。 K(P1)对于K12细

26、菌的出斑率1，说明K(P1)已经为K12(P1)细菌的修饰酶所修饰。这种限制修饰系统就是温和噬菌体P1为寄主细菌所带来的特性。K对于K12(P1)的出斑率是410-5，说明K12(P1)细胞中有与K12细菌不同的限制修饰系统。,1、普遍性转导噬菌体 1）许多温和噬菌体和某些烈性噬菌体感染供体菌后，在裂解过程中错误包装产生的. 2）噬菌体包裹的主要为供体DNA 3）以鼠伤寒沙门氏菌P22和大肠杆菌P1为代表,二、转导噬菌体的类型,供体菌,受体菌,2、局限性转导噬菌体,1）温和噬菌体感染供体菌后先经过溶源反应整合，再经诱导产生的 2）大肠杆菌温和噬菌体和80 3）携带很少供体DNA,三、细菌转导的

27、过程,1局限性转导（specialized transduction） 1）定义：以噬菌体为媒介，只能使供体的一个或少数几个基因转移到受体的转导作用称局限性转导。例如：大肠杆菌温和噬菌体只能转导大肠杆菌的gal和bio基因,2）Campbell 1962年提出转导模型 温和噬菌体是局限性转导的典型代表，该噬菌体含有一个线状的双链DNA分子，其二端为互补的12个核苷酸单链(即粘性末端cos位点)，当感染细胞时通过其粘性末端形成环状分子。 环化的DNA分子以其附着位点attp和染色体同源部分attb位点配对交换,整合到到寄主染色体上,位于gal和bio基因之间 与寄主同步复制-原噬菌体,DNA分子

28、脱离寄主染色体,经过UV诱导, 脱离寄主,脱离方式有三种: 正常脱离、向左偏离、向右偏离 整合噬菌体发生错误脱离几率一般仅有10-6 得到转导噬菌体的频也仅有10-6- 因为失去部分自身基因int和xis与整和相关基因,因此多不能自我复制,只能依靠错误脱离产生的10-6个,故为属于低频转导.,3）低频转导类型,稳定转导： dg携带的gal基因与受体突变的gal发生交换， gal与寄主一起复制，为稳定遗传; 几率占全部转导子/; dg入侵gal-细胞还有一种转导途径,还能够整和到受体染色体 DNA上,但是通常不稳定,随着脱离受体又形成gal-细胞.,温和噬菌体进行局限性转导,不稳定转导： dg携

29、带的gal基因与受体染色体不发生交换。以附加体形式游离于受体细胞中。 受体细胞成为含正常gal基因与突变的gal基因的杂基因子。 杂基因子中个别细胞的正常gal会丢失，所以转导不稳定。,4)高频转导： 局限性转导存在的另外一种转导方式: dg和同时感染寄主(gal-)，首先整合到受体染色体上，dg通过单交换整和, 由于能提自我供复制的所有条件,因此dg和均能够大量复制,诱导后两者都可以成熟，从细胞中释放出来.其中50%的转导噬菌体可转导gal。,10-6,双重溶原菌,.普遍性转导 （generalized transduction),）定义：在噬菌体感染末期，细菌染色体被核酸酶断裂成许多小片段

30、，在装配成熟噬菌体的过程中，少数噬菌体错误的将相应大小的细菌DNA包装形成转导噬菌体。 由于细菌DNA任何部分都有可能被包装，因此这种噬菌体的转导作用称普遍性转导。,2）普遍性转导的结果,完全转导：普遍性转导形成完全不含噬菌体本身DNA的假噬菌体(一种完全缺陷的噬菌体) 1个完全缺陷的假噬菌体只能感染1个受体细胞，受体细胞不会发生溶原化和裂解。 噬菌体导入的 DNA片段可与受体染色体组上的同源区段配对，通过双交换，整合到受体染色体上与寄主染色体同步复制,形成遗传性稳定的转导子。 若受体为某个基因缺陷型，交换后则恢复正常. 细胞分裂时，由于每一子细胞都有导入的 DNA片段，形成的菌落为大菌落.,

31、流产转导：,如果受体细菌中缺少RecA和RecBC重组蛋白（完全转导需要），供体 DNA片段不能整合到受体染色体上，加之本身无独立复制能力,在细胞分裂中，只有一个细胞可获得导入片段而成为单线传递方式-流产转导，为不稳定转导。 在选择培养基平板上形成微小菌落，受体仍为缺陷型。,形成微小菌落,转导DNA不能与受体菌DNA进行重组并复制，也不迅速消失，（只是借住而已）仅表现稳定转录、转译、表达的现象。 受体菌进行分裂时，只有一个子细胞获得这段DNA，另一子细胞仅获得供体基因的产物酶，在表型上出现供体菌的某一特征。并且，每经过一次分裂，就受到一次“稀释”。所以，只能在选择性培养基平板上形成一个微小菌落

32、（即其中只有一个细胞是转导子）。,普遍性转导与局限性转导比较：,不稳定转导,四、细菌转导的遗传分析,接合作用（中断杂交）作图通常判断相距较远的基因间的相对位置；相隔很近连锁的二基因可能同时转移而无法判断先后; 转导、转化则可用于对相隔很近的基因进行定位，连锁的二基因间的距离与其共转化，或共转导的频率成反比，因此，可根据二个基因被共转化或共转导的频率判断它们在染色体上的相对距离.,第四节 放线菌遗传分析,放线菌研究中以链霉菌属为主 链霉菌属产生许多重要代谢产物： 抗生素（70%），水解酶，酶抑制剂 一、链霉菌染色体 线形，染色体两个末端有IR , 5端有共价结合蛋白。 1977年英国对天蓝色链霉

33、菌A3(2)M145菌株基因组进行全部测序，全长8Mb，含7000个基因。平均每个基因1.14kb,图,一、链霉菌基因重组发现,1955年Sermonti夫妇发现天蓝色链霉菌可通过遗传重组交换产生重组体。 Hopwood也在天蓝色链霉菌A3(2)菌株中证实了这一作用。 链霉菌基因重组方式-接合作用。,1、将两个不同营养缺陷型混合培养，使基内菌丝融合； 2、一个菌丝的部分染色体进入另一菌丝形成局部杂合核。杂合核有两套染色体，供体染色体不完整，受体的完整。 3、局部杂合核在细胞分裂中发生染色体交换，结果形成单倍重组孢子。 异质系克隆：由杂合核演化繁殖形成的菌落为异质系克隆。,链霉菌接合过程,二、天

34、蓝色链霉菌性别体制 和遗传重组,1、天蓝色链霉菌性别体制 SCPI：链霉菌中最早发现的与遗传重组有关的致育因子（相当于大肠杆菌F因子） SCPI控制天蓝色链霉菌的致育状态。,1）F-F-不可育， UFUF有少数可育。说明还有另外的致育因子SCP2。 2）F+F+和HfrHfr不可育, NFNF 和IFIF部分可育。,天蓝色链霉菌与大肠杆菌致育类型的区别：,3 ） 大肠杆菌：F+F-育后代为F+， Hfr F-后代F- ， 天蓝色链霉菌： IF UF后代IF ， NF UF后代NF，说明NF染色体转移包括致育因子SCPI,在NF UF中，以SCPI整合位点为中心，带动染色体高频双向转移，每次转移

35、都包括SCPI区域基因， 或者是环形染色体在SCPI一端断裂，从带有SCPI一端开始转移。 在转移过程中 ，转移的两个方向随时发生断裂，每个细胞得到NF不同片段。,图158,三、链霉菌遗传分析方法,异质系产生：由供体染色体片段进入受体细胞形成杂合核，在细胞分裂中供体和受体染色体通过两次单交换实现整合。 在天蓝色链霉菌和其他链霉菌中可采用异质系克隆进行基因定位,例： 供体: + str + + + pro hisC arg (NF) 受体: tps + ura nic cys + hisA + (UF) tps-磷酸转移酶/ nic-烟酰胺/ ura-尿嘧啶,图中内部实线圆圈代表UF菌株染色体;外面实线代表NF 染色体片段;首先在b区发生第一次单交换;然后可以在abcdef 等区发生第二次单交换;第二次交换发生在a区，所得染色体包括几乎全部UF基因。,受体UF,供体NF,两次单交换实现整合,放线菌基因重组 天蓝色链霉菌性别体制-天蓝色链霉菌与大肠杆菌致育类型的区别： 遗传重组-异质系产生,