第4章基因重组

1、凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起，经过凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子间的重新组合，形成新遗传个体的方式，称为遗传分子间的重新组合，形成新遗传个体的方式，称为遗传重组遗传重组) )。基因重组是杂交育种的理论基因重组是杂交育种的理论基础。杂交育种是一种重要基础。杂交育种是一种重要的育种手段。的育种手段。l特点：片段性，单向中性，转移机制独特点：片段性，单向中性，转移机制独特而多样特而多样l形式：形式：转化、转导、接合转化、转导、接合和和原生质体原生质体融合融合几种形式。几种形式。 l受体菌直接吸收了来自供体菌的受体菌直接吸收了来自供体菌的DNADNA片段，片段，

2、通过交换，把它整合到自己的基因组中，通过交换，把它整合到自己的基因组中，再经复制就使自己变成一个转化子。这再经复制就使自己变成一个转化子。这种受体菌接受供体菌的种受体菌接受供体菌的DNADNA片段而获得部片段而获得部分新的遗传性状的现象，就称转化。分新的遗传性状的现象，就称转化。 l能进行转化的受体细胞必须处于感受态，能进行转化的受体细胞必须处于感受态，即受体细胞最易接受外源即受体细胞最易接受外源DNADNA片段并实现片段并实现其转化的一种生理状态。其转化的一种生理状态。分离DNA SH 型肺炎双球菌 RH 型肺炎双球菌(一一)、几个概念、几个概念 转化转化：受体菌：受体菌直接吸收直接吸收供体

3、菌的供体菌的DNADNA片段片段而获得而获得后者部分遗传性状的现象。后者部分遗传性状的现象。 转化子转化子：通过转化方式而形成的杂种后代。：通过转化方式而形成的杂种后代。 转化因子转化因子： 起转化作用的起转化作用的供体细胞供体细胞DNADNA片段片段称称为转化因子为转化因子 。 一般一般15kb15kb左右。左右。 感受态感受态：指受体细胞最易接受外源：指受体细胞最易接受外源DNADNA片段并片段并能实现转化的一种生理状态。能实现转化的一种生理状态。 相关因素相关因素：菌种类、培养时间、特异蛋白：菌种类、培养时间、特异蛋白(DNA(DNA结合蛋白、胞壁自溶素、核酸酶结合蛋白、胞壁自溶素、核酸

4、酶) )。 转染转染：用提纯的：用提纯的病毒核酸病毒核酸去感染其宿主细胞或去感染其宿主细胞或原生质体，可增殖出一群原生质体，可增殖出一群正常病毒正常病毒的现象。的现象。 1 1 转化子数目与转化子数目与DNADNA浓度的关系浓度的关系P65 P65 图图5 59 92 DNA2 DNA片段的大小与转化子数目的关系相对分片段的大小与转化子数目的关系相对分子质量在子质量在4 410106 6以下（单链）以下（单链）3 3 单双链与转化活性的关系单双链与转化活性的关系DNADNA链完整的双链结链完整的双链结构构4 4 转化转化DNADNA的命运的命运1 受体细胞的感受态受体细胞的感受态肺炎链球菌的感

5、受态在对数期肺炎链球菌的感受态在对数期枯草杆菌的感受态出现在对数期后期、稳枯草杆菌的感受态出现在对数期后期、稳定期前期。定期前期。2 2 感受态的比例和细胞间转移（肺炎链球感受态的比例和细胞间转移（肺炎链球菌和嗜血杆菌、枯草芽孢杆菌）菌和嗜血杆菌、枯草芽孢杆菌）3 3 感受态因子（感受态因子（500050001000010000左右的蛋白质）左右的蛋白质）（1 1）感受态的发生是一个发育过程）感受态的发生是一个发育过程（2 2）密度不同（密度梯度离心区分感受态）密度不同（密度梯度离心区分感受态与非感受态）与非感受态）（3 3）抗原性不同）抗原性不同( (五五) )具体转化过程如下（具体转化过程

6、如下（p64 p64 图图5 58 8）：）： 先从供体菌提取先从供体菌提取DNADNA片段，接着片段，接着DNADNA片段与感受态受体片段与感受态受体菌的细胞表面特定位点结合，在结合位点上，菌的细胞表面特定位点结合，在结合位点上，DNADNA片段片段中的一条单链逐步降解为核苷酸和无机磷酸而解体，中的一条单链逐步降解为核苷酸和无机磷酸而解体，另一条链进入受体细胞，这是一个消耗能量的过程；另一条链进入受体细胞，这是一个消耗能量的过程； 进入受体细胞的进入受体细胞的DNADNA单链与受体菌染色体组上同单链与受体菌染色体组上同源区段配对，而受体菌染色体组的相应单链片源区段配对，而受体菌染色体组的相应

7、单链片段被切除，并被进入受体细胞的单链段被切除，并被进入受体细胞的单链DNADNA所取代，所取代，随后修复合成，连接成部分杂合双链；随后修复合成，连接成部分杂合双链； 然后受体菌染色体进行复制，其中杂合区段被然后受体菌染色体进行复制，其中杂合区段被分离成分离成2 2个，一个类似供体菌，另一个类似受体个，一个类似供体菌，另一个类似受体菌；菌； 当细胞分裂时，此染色体发生分离，形成一个当细胞分裂时，此染色体发生分离，形成一个转化子；转化子；转化过程示意图转化过程示意图转化频率：转化频率：0.1%1%， 最高为最高为20%。最低最低DNA浓度：浓度： 1*10-5g/mL抗链霉素基因抗链霉素基因链霉

8、素敏感基因链霉素敏感基因( (六六) )影响转化效率的因素：影响转化效率的因素： 受体细胞的感受态，它决定转化因子能否受体细胞的感受态，它决定转化因子能否被吸收进入受体细胞；被吸收进入受体细胞； 受体细胞的限制酶系统和其他核酸酶，它受体细胞的限制酶系统和其他核酸酶，它们决定转化因子在整合前是否被分解；们决定转化因子在整合前是否被分解； 受体和供体染色体的同源性，它决定转化受体和供体染色体的同源性，它决定转化因子的整合；因子的整合；二、转导、转导(transduction) (transduction) 通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体的媒介，把供体通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的细

9、胞的DNADNA小片段携带到受体细胞中，通过交换小片段携带到受体细胞中，通过交换和整合，从而使后者获得前者部分遗传性状的现和整合，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象，称为转导。象，称为转导。获得新遗传性状的受体细胞，就称转导子。获得新遗传性状的受体细胞，就称转导子。细菌转导的二种类型细菌转导的二种类型普遍性转导普遍性转导特异性转导特异性转导1 1、普遍性转导、普遍性转导 在噬菌体感染的末期，细菌染色体被断裂成许多小片断，在噬菌体感染的末期，细菌染色体被断裂成许多小片断，在形成噬菌体颗粒时，少数噬菌体可以将细菌的在形成噬菌体颗粒时，少数噬菌体可以将细菌的DNADNA包围，包围，从而形成转导噬菌

10、体。从而形成转导噬菌体。l转导噬菌体为什么转导噬菌体为什么“错错”将将 宿主的宿主的DNADNA包裹进去包裹进去了呢了呢? ?l研究表明，这与噬菌体的包装机制有关。研究表明，这与噬菌体的包装机制有关。lP22P22噬菌体噬菌体DNADNA的包装机制：进入细胞的的包装机制：进入细胞的P22DNAP22DNA经经环化环化( (冗余末端之间重组冗余末端之间重组) )和滚环复制形成一个多和滚环复制形成一个多联体联体(co ncatemer(co ncatemer) )分子。分子。DNADNA的包装从基因组的的包装从基因组的一个特殊位点一个特殊位点(pac,package(pac,package) )开

11、始，用噬菌体编开始，用噬菌体编码的酶按顺序进行切割，并以码的酶按顺序进行切割，并以“headfulheadful”的长的长度进行包装，与此同时，该酶也能识别染色体度进行包装，与此同时，该酶也能识别染色体DNADNA上类似上类似pacpac的位点并进行切割，以的位点并进行切割，以“headfulheadful”的包装机制包装进的包装机制包装进P22P22噬菌体外壳，形成只含宿噬菌体外壳，形成只含宿主主DNADNA的转导噬菌体颗粒。但这种的转导噬菌体颗粒。但这种“错装错装”机率机率很小很小(10(10-6-6-10-10-8-8) )，因为染色，因为染色 体上的体上的pacpac与与P22 P22

12、 DNADNA的的pacpac序列不完全相同，利用效率较低。序列不完全相同，利用效率较低。转导噬菌体为什转导噬菌体为什么么“错错”将宿主的将宿主的DNADNA包裹进去包裹进去? ?噬菌体的噬菌体的DNADNA包装酶酶也能识别染色包装酶酶也能识别染色体体DNADNA上类似上类似pacpac的位点并进行切割的位点并进行切割，以，以“headfulheadful”的包装机制包装进的包装机制包装进P22P22噬菌体外壳，形成只含宿主噬菌体外壳，形成只含宿主DNADNA的转导噬菌体颗粒（假噬菌体）。的转导噬菌体颗粒（假噬菌体）。因为染色体上的因为染色体上的pacpac与与P22 DNAP22 DNA的的

13、pacpac序列不序列不完全相同，利用效率完全相同，利用效率较低，这种较低，这种“错装错装”机率一般仅约机率一般仅约1010-6-6-10-10-8-8。普遍性转导普遍性转导形成转导颗粒的噬菌体可以是温和的也可以是烈性的，形成转导颗粒的噬菌体可以是温和的也可以是烈性的，但必须具有能偶尔识别宿主但必须具有能偶尔识别宿主DNADNA的包装机制并在宿主基因的包装机制并在宿主基因组完全降解以前进行包装。组完全降解以前进行包装。普遍性转导的基本要求：普遍性转导的基本要求：1、普遍性转导普遍性转导的三种后果：普遍性转导的三种后果：进入受体的外源进入受体的外源DNA通过与细胞染色通过与细胞染色体的重组交换而

14、形成稳定的转导子体的重组交换而形成稳定的转导子-完完全普遍转导。全普遍转导。流产转导（流产转导（abortive transduction）转导转导DNA不能进行重组和复制，不迅速消失，但其不能进行重组和复制，不迅速消失，但其 携带的基因可经过转录而得到表达。携带的基因可经过转录而得到表达。在选择培养基平板上形成微小菌落在选择培养基平板上形成微小菌落外源外源DNA被降解，转导失败。被降解，转导失败。DNA不能复制，因此不能复制，因此群体中仅一个细胞含群体中仅一个细胞含有外源有外源DNA，而其它，而其它细胞只能得到其少量细胞只能得到其少量基因产物，基因产物基因产物，基因产物随细胞分裂不断稀释，随

15、细胞分裂不断稀释，形成微小菌落。形成微小菌落。流产普遍转导：（1 1）完全普遍转导）完全普遍转导 通过重组，供体基因整合到受体细胞的染色体上，从而通过重组，供体基因整合到受体细胞的染色体上，从而使受体细胞获得供体菌的遗传性状，产生变异，形成稳使受体细胞获得供体菌的遗传性状，产生变异，形成稳定的转导子，这种转导称为完全普遍转导。定的转导子，这种转导称为完全普遍转导。 （2 2）流产普遍转导）流产普遍转导 在普遍性转导中，有时转导来的供体在普遍性转导中，有时转导来的供体DNADNA不一定都能整合不一定都能整合到受体染色体上，产生稳定转导子，更多的则是转导来到受体染色体上，产生稳定转导子，更多的则是

16、转导来的供体染色体不能整合到受体染色体，也不能复制，但的供体染色体不能整合到受体染色体，也不能复制，但可以表达，这种转导称为流产转导。可以表达，这种转导称为流产转导。1、普遍性转导普遍性转导又可分为完全普遍转导和流产普遍转导。普遍性转导又可分为完全普遍转导和流产普遍转导。2 2、特异性转导（、特异性转导（specialized transductionspecialized transduction） 指通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因指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。携带到受体菌中，并获得表达的转导现象。 (1)(1)特点：特

17、点： v只能转导供体菌的个别特定基因；只能转导供体菌的个别特定基因； v该特定基因由部分缺陷的噬菌体携带；该特定基因由部分缺陷的噬菌体携带； v缺陷噬菌体是由于其在形成过程中所发生的低频率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”，或由于双重溶原菌的裂解而形成，而后一，或由于双重溶原菌的裂解而形成，而后一情况下可以形成情况下可以形成50%50%缺陷噬菌体；缺陷噬菌体；温和噬菌体感染温和噬菌体感染整合到细菌染色体的特定位整合到细菌染色体的特定位点上宿主细胞发生溶源化点上宿主细胞发生溶源化溶源菌因诱导而发生裂解时，溶源菌因诱导而发生裂解时， 在前噬菌体两侧的少数宿主在前噬菌体两侧的少

18、数宿主 基因因偶尔发生的不正常切基因因偶尔发生的不正常切 割而连在噬菌体割而连在噬菌体DNA上。上。部分缺陷的温和噬菌体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把供体菌的少数特定基因转移到受体菌中(2) 过程（specialized transduction）缺陷噬菌体在宿主细胞内能够象正常的缺陷噬菌体在宿主细胞内能够象正常的DNADNA分子一分子一样进行复制、包装，提供所需要的裂解功能，形成转样进行复制、包装，提供所需要的裂解功能，形成转导颗粒；导颗粒； 但没有正常噬菌体的溶源性和增殖能力，感染受体细但没有正常噬菌体的溶源性和增殖能力，感染受体细胞后，通过胞后，通过DNADN

19、A整合进宿主染色体而形成稳定的转导整合进宿主染色体而形成稳定的转导子；子；(3)(3)特异性转导特点（特异性转导特点（specialized transductionspecialized transduction）温和噬菌体温和噬菌体裂解时的不正常切割：包含裂解时的不正常切割：包含galgal或或biobio基基因（几率一般仅有因（几率一般仅有1010-6-6）3、特异性转导与普遍性转导的主要区别：特异性转导与普遍性转导的主要区别：a）被转导的基因共价地与噬菌体被转导的基因共价地与噬菌体DNA连接，与噬菌体连接，与噬菌体DNA一起进行复制、包装以及被导入受体细胞中。而普一起进行复制、包装以及

20、被导入受体细胞中。而普遍性转导包装的可能全部是宿主菌的基因。遍性转导包装的可能全部是宿主菌的基因。b）特异性转导颗粒携带特定的染色体片段并将固定的个特异性转导颗粒携带特定的染色体片段并将固定的个别基因导入受体，故称为特异性转导。而普遍性转导携别基因导入受体，故称为特异性转导。而普遍性转导携带的宿主基因具有随机性。带的宿主基因具有随机性。 溶源转变（lysogenic conversion）：一个与转导相似又不同的现象当温和噬菌体感染其宿主而使其发生溶原化时，因噬菌当温和噬菌体感染其宿主而使其发生溶原化时，因噬菌体的基因整合到宿主的核基因组上，而使后者获得了除体的基因整合到宿主的核基因组上，而使

21、后者获得了除免疫性以外的新性状的现象。免疫性以外的新性状的现象。4、特异性转导（specialized transduction）和溶源转变5 5、溶源转变与转导的不同？、溶源转变与转导的不同？a a）不携带任何供体菌的基因；）不携带任何供体菌的基因；b b）这种噬菌体是完整的，而不是缺陷的；）这种噬菌体是完整的，而不是缺陷的；c c）获得新性状的是溶原化的宿主细胞，而不是）获得新性状的是溶原化的宿主细胞，而不是 转导子；转导子；d d）获得的性状可随噬菌体的消失而同时消失）获得的性状可随噬菌体的消失而同时消失；三三 接合接合(conjugation) (conjugation) 供体菌通过其

22、性菌毛与受体菌相接触，前者传递供体菌通过其性菌毛与受体菌相接触，前者传递不同长度的单链不同长度的单链DNADNA给后者，并在后者细胞中进行双链给后者，并在后者细胞中进行双链化或进一步与核染色体发生交换、整合，从而使后者化或进一步与核染色体发生交换、整合，从而使后者获得供体菌的遗传性状的现象，称为接合。通过接合获得供体菌的遗传性状的现象，称为接合。通过接合而获得新性状的受体细胞，就是接合子。而获得新性状的受体细胞，就是接合子。 在细菌和放线菌中都存在着接合现象。在细菌和放线菌中都存在着接合现象。接合作用（接合作用（conjugation)（一）接合实验（一）接合实验(conjugation)中间

23、平板上长出的原养型中间平板上长出的原养型菌落是两菌株之间发生了菌落是两菌株之间发生了遗传交换和重组所致！遗传交换和重组所致！接合作用是由一种被称为接合作用是由一种被称为F F因子的质粒介导因子的质粒介导F因子的分子量通常为因子的分子量通常为5107，上面有编码细菌产生性菌，上面有编码细菌产生性菌毛（毛（sex pili）及控制接合过程进行的）及控制接合过程进行的20多个基因。多个基因。在细菌中，接合现象研究得最清楚的是大肠杆菌的接合在细菌中，接合现象研究得最清楚的是大肠杆菌的接合含有含有F因子的细胞：因子的细胞：“雄性雄性”菌株（菌株（F+），其细胞表面），其细胞表面有性菌毛有性菌毛不含不含F

24、因子的细胞：因子的细胞：“雌性雌性”菌株（菌株（F-），细胞表面没），细胞表面没有性菌毛有性菌毛（二）接合作用（二）接合作用(conjugation)(conjugation)F因子为附加体，质粒既可以脱离染色体在细胞内独立存因子为附加体，质粒既可以脱离染色体在细胞内独立存在，也可插入（整合）到染色体上在，也可插入（整合）到染色体上（三）接合本质(conjugation)F F因子是有关细菌性别的决定者，凡有因子是有关细菌性别的决定者，凡有F因子的细胞，因子的细胞，在其表面就有相应的性菌毛存在。在其表面就有相应的性菌毛存在。 根据细胞中是否存在根据细胞中是否存在F因子以及其存在方式的不同，可因

25、子以及其存在方式的不同，可分为四种细胞形式：分为四种细胞形式：a）F-菌株，菌株， 不含不含F因子，没有性菌毛，但可以通过因子，没有性菌毛，但可以通过 接合接合作用接收作用接收F因子而变成雄性菌株（因子而变成雄性菌株（F+）；）；b）F+菌株，菌株， F因子独立存在，细胞表面有性菌毛；因子独立存在，细胞表面有性菌毛；（四）接合的理论（四）接合的理论(conjugation)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；根据细胞中是否存在根据

26、细胞中是否存在F F因子以及其存在方式的不同，可分因子以及其存在方式的不同，可分为四种细胞形式：为四种细胞形式：（五）接合的形式（五）接合的形式(conjugation)(conjugation)（1） F+F-杂交杂交的结果：给体细胞和受体细胞均成为杂交的结果：给体细胞和受体细胞均成为F+细胞细胞理化因子的处理可将理化因子的处理可将F因子消除而使因子消除而使F+菌株变成菌株变成F-菌株菌株F+菌株的菌株的F因子向因子向F-细胞转移，但含细胞转移，但含F因子的宿主细胞因子的宿主细胞 的染色体的染色体DNA一般不被转移。一般不被转移。HfrHfr菌株的菌株的F F因子插入到染色体因子插入到染色体

27、DNADNA上，因此只要发生接合上，因此只要发生接合转移过程，就可以把部分甚至全部细菌染色体传递给转移过程，就可以把部分甚至全部细菌染色体传递给F F- -细胞并发生重组，由此而得名为高频重组菌株。细胞并发生重组，由此而得名为高频重组菌株。（2）Hfr F-杂交Hfr菌株仍然保持着菌株仍然保持着F+细胞的特征，具有细胞的特征，具有F性菌毛，并象性菌毛，并象F+一样与一样与F-细胞进行接合。所不同的是，当细胞进行接合。所不同的是，当OriT序列被序列被缺刻螺旋酶识别而产生缺口后，缺刻螺旋酶识别而产生缺口后，F因子的先导区因子的先导区(leading region)结合着染色体结合着染色体DNA向

28、受体细胞转移，向受体细胞转移，F因子除先因子除先导区以外，其余绝大部分是处于转移染色体的末端，由导区以外，其余绝大部分是处于转移染色体的末端，由于转移过程常被中断，因此于转移过程常被中断，因此F因子不易转入受体细胞中，因子不易转入受体细胞中，故故HfrF-杂交后的受体细胞杂交后的受体细胞(或接合子或接合子)大多数仍然是大多数仍然是F-。染色体上越靠近染色体上越靠近F F因子的先导区的基因，进入的机会因子的先导区的基因，进入的机会 就越多，在就越多，在F F- -中出现重组子的时间就越早，频率也高。中出现重组子的时间就越早，频率也高。F F因子不易转入受体细胞中，故因子不易转入受体细胞中，故Hf

29、rHfrF F- -杂交后的受体细胞（或称杂交后的受体细胞（或称接合子）大多数仍然是接合子）大多数仍然是F-F-。（3 3）HfrHfr F-杂交杂交HfrHfr菌株内的菌株内的F F因子因不正常切割而脱离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染色体时，形成游离的但携带一小段染色体基因的色体基因的F F因子，特称为因子，特称为FF因子。因子。FFF-F-与与F+F+F-F-的不同：给体的部分的不同：给体的部分 染色体基因随染色体基因随FF一起转入受体细胞一起转入受体细胞a）与染色体发生重组；）与染色体发生重组；b b）继续存在于）继续存在于F F因子上，因子上， 形成一种部分

30、二倍体；形成一种部分二倍体；细胞基因的这种转移过程又常称为性导细胞基因的这种转移过程又常称为性导（sexductionsexduction）、）、F F因子转导（因子转导（F-ductionF-duction），或），或F F因子因子媒介的转导（媒介的转导（F-mediated transductionF-mediated transduction）。）。（4）FF-杂交四四 原生质体融合原生质体融合 通过人为的方法，使遗传性状不同的两细胞的原通过人为的方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合，并进而发生遗传重组以产生同生质体发生融合，并进而发生遗传重组以产生同时带有双亲性状的、遗传性稳

31、定的融合子的过程，时带有双亲性状的、遗传性稳定的融合子的过程，称为原生质体融合。称为原生质体融合。 原生质体制备原生质体制备 原生质体融合和再生原生质体融合和再生 融合子的选择融合子的选择（1 1）选择两个有特殊价值的并带有选择性遗传标记的细）选择两个有特殊价值的并带有选择性遗传标记的细胞作为亲本；胞作为亲本； （2 2 ）在高渗溶液中，用适当的脱壁酶去除细胞壁；）在高渗溶液中，用适当的脱壁酶去除细胞壁； （3 3）将形成的原生质体进行离心聚集，并加入促融合剂）将形成的原生质体进行离心聚集，并加入促融合剂PEGPEG或过电脉冲等促进融合；或过电脉冲等促进融合； （4 4）然后在高渗液中稀释，再

32、涂在能使其再生细胞壁和）然后在高渗液中稀释，再涂在能使其再生细胞壁和进行分裂的培养基上，使其形成菌落；进行分裂的培养基上，使其形成菌落；（5 5）通过影印接种法，将其接种到各种选择性培养基上，）通过影印接种法，将其接种到各种选择性培养基上，鉴定它们是否为融合子，最后测定其他生物学性状或产鉴定它们是否为融合子，最后测定其他生物学性状或产能性状；能性状；原生质体融合的主要步骤：原生质体融合的主要步骤：第二节真核微生物的基因重组 在真核微生物中，基因重组主要有有性杂交、准性杂交、真核微生物中，基因重组主要有有性杂交、准性杂交、原生质体融合和转化等形式。原生质体融合和转化等形式。 （一）有性杂交（一）

33、有性杂交 有性杂交，一般指性细胞间的结合和随之发生的染色有性杂交，一般指性细胞间的结合和随之发生的染色体重组，并产生新遗传型后代的一种育种技术。体重组，并产生新遗传型后代的一种育种技术。 凡是能产生有性孢子的酵母菌和霉菌，都能进行有性凡是能产生有性孢子的酵母菌和霉菌，都能进行有性杂交。杂交。 生产实践上利用有性杂交培育优良品种的例子很多，生产实践上利用有性杂交培育优良品种的例子很多，例如，把用于酒精发酵的酵母和用于面包发酵的酵母例如，把用于酒精发酵的酵母和用于面包发酵的酵母两者杂交，就得到了既能生产酒精，又对麦芽糖和葡两者杂交，就得到了既能生产酒精，又对麦芽糖和葡萄糖有很强发酵能力的新菌株。萄

34、糖有很强发酵能力的新菌株。（二）准性生殖（二）准性生殖 准性生殖是一种类似于有性生殖，但比它更为原始的一准性生殖是一种类似于有性生殖，但比它更为原始的一种生殖方式，它可使同种生物两个不同菌株的体细胞发种生殖方式，它可使同种生物两个不同菌株的体细胞发生融合，且不以减数分裂的方式而导致低频率的基因重生融合，且不以减数分裂的方式而导致低频率的基因重组并产生重组子。组并产生重组子。 准性生殖常见于某些真菌，尤其是半知菌中。其主要过准性生殖常见于某些真菌，尤其是半知菌中。其主要过程为：程为： （1 1）菌丝联结）菌丝联结 （2 2）形成异核体）形成异核体 （3 3）核融合或核配）核融合或核配 （4 4）

35、体细胞交换和单倍体化）体细胞交换和单倍体化 准性生殖分为 4个过程 ： 1、菌丝联结:发生在同种不同菌株的体细胞间(单倍体) 2形成异核细胞：具有不同性状的两个体细胞互相连接，进行质配，两个不同基因型的核独立存在。 这样的菌丝体称为异核体。 3核融合：异核体中不同基因型的2个核有少数可发生细胞核融合，进行核配，形成二倍体核。 异核细胞不够稳定，二倍体细胞较为稳定。 4体细胞交换和单倍体化 二倍体虽然比较稳定，但稳定性是相对的，其后代仍有一些分离现象。通过分离，可获得少数分离子。 在杂合的二倍体核有丝分裂过程中，染色体有可能发生部分基因的交换，产生各种重组杂合子，产生重组体的过程，称为体细胞交换

36、。通过非分离性的连续分裂逐渐从二倍体核失去染色体，最后转变成单倍体，称为单倍体化。基因工程（基因工程（genetic engineeringgenetic engineering）是指在基因水平上是指在基因水平上的遗传工程，它是用人为的方法将所需要的某一供体生的遗传工程，它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质物的遗传物质DNADNA大分子提取出来，在离体条件下用大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNADNA分子连分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖

37、的受体细胞中，以让外源遗传物质进行正常的复制和表达，体细胞中，以让外源遗传物质进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。从而获得新物种的一种崭新的育种技术。 它比其他育种方法更有目的性、方向性、效率更高它比其他育种方法更有目的性、方向性、效率更高。一、基因工程的基本操作 （一）目的基因的取得（一）目的基因的取得 四条途径：四条途径： A A 、从适当的供体细胞（各种动物、植物及微生物）的从适当的供体细胞（各种动物、植物及微生物）的DNADNA中分离；中分离；B B 、通过反转录酶的作用由通过反转录酶的作用由mRNAmRNA合成合成cDNAcDNA（即互补（即互补DNADNA）；

38、）； C C 、由化学方法合成特定功能的基因；、由化学方法合成特定功能的基因； D D 、从基因库中筛选、扩增获得，目前认为是取得任何、从基因库中筛选、扩增获得，目前认为是取得任何目的基因的最好和最有效的方法；目的基因的最好和最有效的方法；理想的载体应具备的特征：理想的载体应具备的特征：（1 1）能在宿主细胞中独立复制，或者能有效地协助外源基因整）能在宿主细胞中独立复制，或者能有效地协助外源基因整合到宿主染色体上，使外源基因可以随宿主染色体一起复制；合到宿主染色体上，使外源基因可以随宿主染色体一起复制；（2 2）容易进入宿主细胞；）容易进入宿主细胞；（3 3）有一定的选择性标记，易于识别和筛选

39、；）有一定的选择性标记，易于识别和筛选；（4 4）可插入一段较大的外源）可插入一段较大的外源DNADNA，而不影响其本身的复制；，而不影响其本身的复制；（5 5）有合适的限制酶位点便于进行克隆。）有合适的限制酶位点便于进行克隆。（6 6）具有较好的安全性、易制备、多拷贝、易于表达等特点。）具有较好的安全性、易制备、多拷贝、易于表达等特点。（二）载体的选择（二）载体的选择（二）载体的选择（二）载体的选择（二）载体的选择（二）载体的选择（二）载体的选择（二）载体的选择氨苄青氨苄青霉素霉素四环素四环素（二）载体的选择（二）载体的选择（三）目的基因与载体（三）目的基因与载体DNADNA的体外重组的体外重组 将目的基因用将目的基因用DNADNA连接酶连接到合适的载体连接酶连接到合适的载体DNADNA上，可采上，可采用黏端连接法或末端连接法。用黏端连接法