微生物遗传变异和育种(4)讲稿

1、关于微生物的遗传变异和育种 (4)第一张，PPT共八十九页，创作于2022年6月 微生物是现代遗传学、分子生物学和其它许多重要的生物学基础研究中最热衷选用的模式生物。研究微生物遗传学的意义 为什么进化的速度以及复杂性变得越来越快？ 根据化石记录显示，单细胞生物于35亿年前首次出现在地球上，但是之后它们用了大约25亿年进化成多细胞生物，剩下的10亿年却发展成了植物、哺乳动物、昆虫、鸟类等各种各样的地球物种。 第二张，PPT共八十九页，创作于2022年6月 Rice大学科学家的研究结果可望解决这一问题，他们认为生物进化速度的加快是因为细菌和病毒不断在不同物种之间传递DNA，如果没有这种作用，只依靠

2、基因突变和两性选择作用是不会达到如此快速度的。 对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现代分子生物学和生物工程学的发展，而且为育种工作提供了丰富的理论基础，促使育种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、从随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。第三张，PPT共八十九页，创作于2022年6月 在应用微生物加工制造和发酵生产各种食品的过程中，要想有效地大幅度提高产品的产量、质量和花色品种,首先必须选育优良的生产菌种，才能达到目的。优良菌种的选育是在微生物遗传变异的基础上进行的。 遗传和变异是相互关联，同时又相互矛盾对立的两个方面，在一定条件下，二者是相互转化的。第四张，PPT共八十九页，创作于20

3、22年6月遗传与变异的概念遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。遗传(heredity)：亲代生物的性状在子代得到表现；亲代生物传递给子代一套实现与其相同形状的遗传信息。特点：具稳定性。遗传型（genotype）：又称基因型，生物的全部遗传因子所携带的遗传信息。 遗传型 + 环境条件 表型表型（phenotype）：具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的外表特征和内在特征的总和。代谢发育第五张，PPT共八十九页，创作于2022年6月变异(variation):生物体在外因或内因的作用下，遗传物质的结构或数量发生改变，亦即遗传型的改变。 特点: a.在群体中出现几率极低，

4、（一般为10-6-10-10）b.形状变化的幅度大； c. 变化后形成的新性状是稳定的，可遗传的。饰变（modification）：指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型变化。特点是：a.几乎整个群体中的每一个个体都发生同样的变化；b.性状变化幅度小；c.因遗传物质不变，故饰变是不遗传的。引起饰变的因素消失后，表型即可恢复。橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳。第六张，PPT共八十九页，创作于2022年6月微生物是遗传学研究中的明星： 微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体， 方便建立纯系。 很多常见微生物都易于人工培养，能够快速、大 量生长繁殖。 物种和代谢类型多样 对环境因素的

5、作用敏感，易于获得各类突变株， 操作性强。第七张，PPT共八十九页，创作于2022年6月第一节 遗传变异的物质基础 种质连续理论：18831889年间Weismann提出。认为遗传物质是一种具有特定分子结构的化合物。 基因学说：二十世纪初发现了染色体并提出基因学说，使得遗传物质基础的范围缩小到染色体上。 染色体由核酸和蛋白质两种长链高分子组成。20多种氨基酸经过不同排列组合，可以演变出的蛋白质数目几乎可以达到一个天文数字，而核酸的组成却简单得多，一般仅由4种不同的核苷酸组成，它们通过排列组合只能产生较少种类的核酸，因此当时认为决定生物遗传型的染色体和基因，起活性成分是蛋白质。 DNA是遗传变异

6、的物质基础的证明：1944年以后，利用微生物为实验对象进行的三个著名实验（肺炎球菌的转化试验、噬菌体感染试验、病毒的拆开与重建试验）第八张，PPT共八十九页，创作于2022年6月一、三个证明DNA是遗传物质的经典实验（一）经典转化实验（1928年，F.Griffth）肺炎链球菌：S型（菌体具荚膜，菌落表面光滑，有致病能力R型（菌体无荚膜，菌落表面粗糙，无致病能力）第九张，PPT共八十九页，创作于2022年6月Griffith转化试验示意图混合培养R型活菌S型活菌S型热死菌R型活菌S型活菌健康病死第十张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（1）动物实验对小鼠注射活R菌或死S菌 小鼠存活对小鼠

7、注射活S菌小鼠死亡对小鼠注射活R菌和热死S菌 小鼠死亡抽取心血分离活的S菌热死S菌不生长活R 菌长出R菌热死S菌长出大量R菌和少量S菌（2）细菌培养实验平皿培养+活R菌第十一张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（3）S型菌的无细胞抽提液试验实验说明：加热杀死的S型细菌细胞内可能存在一种转化物质，它能通过某种方式进入R型细胞并使R型细胞获得稳定的遗传性状，转变为S型细胞。活R菌+S菌无细胞抽提液长出大量R菌和少量S菌第十二张，PPT共八十九页，创作于2022年6月加S菌DNA加S菌DNA及DNA酶以外的酶加S菌的DNA和DNA酶加S菌的RNA加S菌的蛋白质加S菌的荚膜多糖活R菌长出S菌只有

8、R菌 1944年O.T.Avery等从热死S型pneumoniae中提纯了可能作为转化因子的各种成分,并在离体条件下进行了转化试验:第十三张，PPT共八十九页，创作于2022年6月Avery的实验说明：只有S型细菌的DNA才能将pneumoniae的R型转化为S型;且DNA纯度越高，转化效率也越高。也说明S型菌株转移给R型菌株的决不是遗传性状的本身，而是以DNA为物质基础的遗传信息。第十四张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（二）噬菌体感染实验 1952 年Hershey和Chase利用示踪元素，对大肠杆菌 T2 噬菌体进行了这类实验。将E.coli分别培养在以放射性32PO43-或35

9、SO42-作为磷源或硫源的组合培养基中. 让 T2 噬菌体侵染培养后的E.coli ，从而使噬菌体打上 35S 和 32P 的标记。 这种噬菌体再侵染不含标记元素的E.coli ，并在完成吸附和侵入后， 强烈搅拌洗涤，以便使吸附在菌体外表的 噬菌体蛋白质外壳脱离细胞并均匀分布，再进行离心沉淀，分别测定沉淀物和上清液中的同位素标记。第十五张，PPT共八十九页，创作于2022年6月放射性85%在沉淀中10分钟后用捣碎器使空壳脱离吸附离心沉淀细胞进一步培养后，可产生大量完整的子代噬菌体上清液中含15%放射性沉淀中含85%放射性以32P标记DNA做噬菌体感染实验第十六张，PPT共八十九页，创作于202

10、2年6月沉淀中含25%放射性以35S标记蛋白质外壳做噬菌体感染实验放射性75%在上清液中10分钟后用捣碎器使空壳脱离吸附离心沉淀细胞进一步培养后，可产生大量完整的子代噬菌体上清液中含75%放射性第十七张，PPT共八十九页，创作于2022年6月实验结果：几乎全部 35S 都在上清液中，而几乎全部 32P 和细菌一起出现在沉淀物中。实验说明：在其DNA中，含有包括合成蛋白质外壳在内的整套遗传信息。第十八张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（三）植物病毒的重建实验 1956年，H. Fraenkel-Conrat用含RNA的烟草花叶病毒（TMV）进行了植物病毒重建实验。 具体步骤： 将TMV在

11、一定浓度的苯酚溶液中振荡，就能将其蛋白质外壳与RNA核心相分离。分离后的RNA在没有蛋白质包裹的情况下，也能感染烟草并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离出正常病毒粒子。第十九张，PPT共八十九页，创作于2022年6月选用TMV和霍氏车前花叶病毒（HRV），分别拆分取得各自的RNA和蛋白质，将两种RNA分别与对方的蛋白质外壳重建形成两种杂合病毒RNA（TMV） 蛋白质（HRV）RNA（HRV） 蛋白质（TMV）用两种杂合病毒感染寄主：表现TMV的典型症状病分离到正常TMV粒子表现HRV的典型症状病分离到正常HRV粒子第二十张，PPT共八十九页，创作于2022年6月通过这三个具有历史意义的经典实

12、验，得到一个确信无疑的共同结论：只有核酸才是负载遗传信息的真正物质基础。实验证明，遗传信息的流向与RNA的传递是一的。遗传物质是核酸(RNA)而非蛋白质结论第二十一张，PPT共八十九页，创作于2022年6月Prusiner (1982)提出羊搔痒病因子是一种蛋白质侵染颗粒(proteinaceous infectious particle),并将之称做Prion或Virino。-朊病毒1997年，Stanley B. Prusiner荣获诺贝尔奖第二十二张，PPT共八十九页，创作于2022年6月朊病毒的发现与思考1）蛋白质是否可以作为遗传物质？ prion是生命的一个特例？ 还是仅仅为表达调控

13、的一种形式？2）蛋白质折叠与功能的关系,是否存在折 叠密码？第二十三张，PPT共八十九页，创作于2022年6月二、微生物的基因组基因（gene）是生物体内一切具有自主复制能力的最小遗传功能单位，其物质基础是一条以直线排列、具有特定核苷酸序列的核酸片断。据报道，到2004年底，有150多种微生物基因组序列已经测定完成，还有上百种正在测序当中。第二十四张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（一）真核微生物的基因组真核微生物的基因组包括染色体DNA和染色体外的DNA。染色体DNA大多与蛋白质结合成染色体。（种类不同，染色体数目各异） 染色体外DNA主要存在于细胞器中，如线粒体DNA 、叶绿体DN

14、A 和2um质粒等。第二十五张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（二）原核微生物的基因组原核微生物的基因组包括核基因组DNA和染色体外的DNA。核基因组DNA游离于细胞质中，大多为环状DNA。染色体外的DNA称之为质粒。严紧型质粒：复制行为与核染色体的复制同步松弛型质粒：复制行为与核染色体的复制不同步第二十六张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（三）原核生物的质粒1、定义质粒（plasmid）：一种独立于染色体外，能进行自主复制的一类小型闭合环状双链DNA分子。质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的；在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能，从而使宿主得到生长优势。第二

15、十七张，PPT共八十九页，创作于2022年6月2、结构特点通常以共价闭合环状(covalently closed circle，简称CCC)的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中；也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒；质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb；（细菌质粒多在10kb以内）第二十八张，PPT共八十九页，创作于2022年6月3、质粒在基因工程中的应用质粒的优点：（1）体积小，易分离和操作（2）环状，稳定（3）独立复制（4）拷贝数多（5）存在标记位点，易筛选第二十九张，PPT共八十九页，创作于2022年6月4、质粒的主要种类致育因子（F因子）抗性因子（R因子）Col质粒Ti质粒Ri

16、质粒mega质粒（巨大质粒）降解性质粒第三十张，PPT共八十九页，创作于2022年6月第二节 基因突变和诱变育种 一、基因突变（gene mutation）简称突变，是变异的一种，指生物体内遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传的变化。突变率常在10-610-9范围内。野生型（原始性状）基因突变突变型（新性状）第三十一张，PPT共八十九页，创作于2022年6月突变自发突变诱变环境因素的影响,DNA复制过程的偶然错误等而导致,一般频率较低,通常为10-6-10-9 。某些物理、化学因素对生物体的DNA进行直接作用，突变以较高的频率产生。第三十二张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（一）常

17、见的基因突变的类型基因突变的类型是多种多样的，按突变体表型不同，可分为以下几种类型：（1）营养缺陷突变型。（2）抗性突变型。（3）条件致死突变型。 （4）形态突变型。（5）其他突变型。第三十三张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（1）营养缺陷型 一种缺乏合成其生存所必须的营养物(包括氨基酸、维生素、碱基等)的突变型,只有从周围环境或培养基中获得这些营养物才能生长。营养缺陷型突变株在遗传学、分子生物学和育种工作中十分有用。判断表型的标准:在基本培养基上能否生长.第三十四张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（2）抗药性突变型(resistant mutant) 基因突变使菌株对某种或某

18、几种药物,特别是抗生素，产生抗性。特点: 正选择标记(突变株可直接从抗性平板上获得-在加有相应抗生素的平板上,只有抗性突变能生长。所以很容易分离得到。)表示方法: 所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上“r”表示strr 和 strs 分别表示对链霉素的抗性和敏感性。第三十五张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（3）条件致死突变型 在某一条件下具有致死效应,而在另一条件下没有致死效应的突变型。常用的条件致死突变是温度敏感突变,用ts(temperature sensitive)表示。如：某些T4噬菌体突变株在25 下可感染宿主，而在37 下却不能感染。第三十六张，PPT共八十九页，创作于2

19、022年6月（4）形态突变型指由突变引起的个体或菌落形态的变异。特点：非选择性突变突变株和野生型菌株均可生长,但可从形态特征上进行区分。举例：产蛋白酶缺陷突变株的筛选菌落颜色变化形成芽孢缺陷菌株第三十七张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（5）其它突变类型 毒力、生产某种代谢产物的发酵能力的变化等在实际应用中具有重要意义，突变类型一般都不具有很明显或可直接检测到的表型。其突变株的获得往往需要较大的工作量。第三十八张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（二）突变率 突变率: 每一细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率。突变率为10-8是指该细胞在一亿次细胞分裂中，会发生一次突变。突变率

20、也可以用每一单位群体在每一世代中产生突变株（mutant，即突变型）的数目来表示。如一个含108个细胞的群体，当其分裂为2108个细胞时，即可产生一个突变表型。 突变率=突变细胞数/分裂前群体细胞数 突变率是独立的。某一基因发生突变不会影响其它基因的突变率。在同一个细胞中同时发生两个基因突变的几率是极低的，因为双重突变型的几率只是各个突变几率的乘积。第三十九张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（三）突变的特点 适用于整个生物界，以细菌的抗药性为例。1.不对应性：突变的性状与突变原因之间无直接的对应关系。 （变量试验、涂布试验、平板影印培养试验） 2.自发性：突变可以在没有人为诱变因素处理

21、下自发地产生。 3.稀有性：突变率低且稳定。4.独立性：各种突变独立发生，不会互相影响。5.可诱发性：诱变剂可提高突变率。6.稳定性：变异性状稳定可遗传。7.可逆性：原始的野生基因到变异株的突变称为正向 突变，相反的过程则称为回复突变。第四十张，PPT共八十九页，创作于2022年6月证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！如何证明基因突变的不对应性?三个经典实验变量实验、涂布实验、影印实验第四十一张，PPT共八十九页，创作于2022年6月Salvador Luria and Max Delbruck的变量实验（1943）The Nobel Prize in Physiology or

22、Medicine 1969第四十二张，PPT共八十九页，创作于2022年6月Newcombe的涂布实验(1949)第四十三张，PPT共八十九页，创作于2022年6月证明：耐药突变是自发的、随机的，药物只起选择作用无抗生素平板含抗生素平板标记点2耐药菌株影印用无菌丝绒布影印后丝绒布上对应菌落1含抗生素培养管（细菌生长 混浊）3 含抗生素培养管（细菌不生长 澄清）3 Joshua Lederberg的影印实验(1952)第四十四张，PPT共八十九页，创作于2022年6月J. Lederberg is awarded the Noble Prize in Medicine or Physiology

23、 in 1958第四十五张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（四）突变的机制 碱基置换（转换 颠换） 点突变 移码突变（缺失 添加） 诱变 畸变：缺失、添加、易位、倒位 自发突变突变第四十六张，PPT共八十九页，创作于2022年6月二、突变与育种1、自发突变与育种：选育 定向培育2、诱变育种（1）诱变育种的基本环节第四十七张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（2）诱变育种简便有效的诱变剂诱变剂物理因素化学因素紫外线激光离子束X射线g射线快中子烷化剂碱基类似物吖啶化合物第四十八张，PPT共八十九页，创作于2022年6月诱变剂与致癌物质Ames试验a)利用各种诱变剂获得各类遗传突变，

24、进行诱变育种；c)危害人类自身的健康.b)对有害微生物进行控制；很多种化学物质,能以各种机制导致DNA的突变第四十九张，PPT共八十九页，创作于2022年6月Ames试验：利用细菌模型了解潜在化学致癌物的诱变作用“生物化学统一性”法则：人和细菌在DNA的结构及特性方面是一致的，能使微生物发生突变的诱变剂必然也会作用于人的DNA，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的后果。诱变剂的共性原则：化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性成正比超过95%的致癌物质对微生物有诱变作用90%以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用 第五十张，PPT共八十九页，创作于2022年6月美国加利福尼亚大学的Bruce

25、Ames教授于1966年发明，因此称为Ames试验具体操作：检测鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhmurium)组氨酸营养缺陷型菌株(his-)的回复突变率回复突变：突变体失去的野生型性状，可以通过第二次突变得到恢复，这种第二次突变称为回复突变第五十一张，PPT共八十九页，创作于2022年6月Ames试验第五十二张，PPT共八十九页，创作于2022年6月证明Ames试验重要性的应用实例： 国外曾开发了一种降低妇女妊娠反应的药物“反应停”,由于药效显著,在五十年代十分流行,但随后人们就发现畸形儿的出生率明显增高,而且生产畸形儿的妇女大多曾服用“反应停”,后来采用Ames试验发现这种物

26、质的确具有很强的致突变作用,因此这种药物被禁止使用.如果能在这种药物上市之前就进行Ames试验检测,那么这种大量出生畸形儿的悲剧完全可以避免。第五十三张，PPT共八十九页，创作于2022年6月以营养缺陷型突变株的筛选为例（3）突变株的筛选第五十四张，PPT共八十九页，创作于2022年6月与筛选营养缺陷型突变株有关的三类培养基基本培养基（MM，minimal medium）：仅能满足某微生物的野生型菌株生长需要的最低成分组合培养基，称基本培养基。可用符号“”来表示。完全培养基（CM，complete medium）：凡可满足一切营养缺陷型菌株营养需要的组合培养基，可称为完全培养基。可用符号“”。

27、补充培养基（SM，supplemental medium）：凡只能满足相应的营养缺陷型生长需要的组合培养基，称为补充培养基。补充培养基的符号可根据加入的是A或B等代谢物而分别用A或B等来表示。第五十五张，PPT共八十九页，创作于2022年6月与营养缺陷突变有关的三类遗传型个体野生型：从自然界分离到的任何微生物在其发生营养缺陷突变前的原始菌株。营养缺陷型：野生型菌株经诱变处理后，丧失了某酶的合成能力，只能在加有该酶合成产物的培养基中生长，这类突变称为营养缺陷型突变株（简称营养缺陷型）。原养型：营养缺陷型突变经回变或重组后产生的菌株，营养要求在表型上与野生型相同。第五十六张，PPT共八十九页，创作

28、于2022年6月突变株的筛选方法诱变检出营养缺陷型淘汰野生型鉴定营养缺陷型富集培养（抗生素法）（菌丝过滤法）夹层培养法限量补充培养法逐个检出法影印平板法生长谱法第五十七张，PPT共八十九页，创作于2022年6月第三节 基因重组与杂交育种基因重组（gene recombination）：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，形成新遗传型个体的方式。重组可使生物体在未发生突变的情况下，也能产生新遗传型的个体。重组是分子水平上的一个概念，而一般所说的杂交则是细胞水平上的一个概念。杂交中必然包含着重组，而重组则不限于杂交这一形式。真核微生物中的有性杂交、准性杂交等原核生

29、物中的转化、转导、接合和原生质体融合等都是基因重组在细胞水平上的反映。第五十八张，PPT共八十九页，创作于2022年6月一、原核微生物的基因重组 转化转导接合 原生质体融合基因重组的方式第五十九张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（一）转化（transformation）供体菌受体菌DNA片段1928年，Griffith发现肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）的转化现象,目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能力。转化或转化作用：受体菌（recipient或receptor）直接吸收了来自供体菌（donor）的DNA片段，通过交换整合到自己的基因组中，从而获得

30、部分新的遗传型状的现象。接受了供体菌DNA的受体菌称为转化子（transformant）。第六十张，PPT共八十九页，创作于2022年6月范围：原核生物中，转化是一个较普遍的现象。 若干放线菌和蓝细菌及少数真核微生物也有转化报道。转化发生的条件两个菌种或菌株之间能否发生转化，与它们在进化过程中的亲缘关系有着密切的关系。但即使在转化率极高的那些种中，其不同菌株间也不一定都可发生转化。进行转化的受体细胞必须处于感受态，亦即受体细胞最易接受外源DNA片段并实现其转化的一种生理状态。也可以采用人工的方法使细菌转变成感受态。第六十一张，PPT共八十九页，创作于2022年6月strRstrS转化的过程复制

31、分裂，只有一个子代DNA分子获得供体基因strRstrS吸附第六十二张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（二）接合 (conjugation)1.实验证据 1946年,Joshua Lederberg 和Edward L.Taturm 细菌的多重营养缺陷型杂交实验。概念：供体菌通过性菌毛传递不同长度的单链DNA给受体菌，在后者细胞中发生交换、整合，从而使后者获得供体菌的遗传性状的现象。获得新性状的受体细胞称为接合子。第六十三张，PPT共八十九页，创作于2022年6月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！第六十四张，PPT共八十九页，创作于2022年6月证实

32、接合过程需要细胞间的直接接触的“U”型管实验（ Bernard Davis，1950 ）第六十五张，PPT共八十九页，创作于2022年6月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5107，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）到染色体上第六十六张，PPT共八十九页，创作于2022年6月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

33、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。第六十七张，PPT共八十九页，创作于2022年6月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- ）第六十八张，PPT共八十九页，创作于2022年6月（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

34、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 第六十九张，PPT共八十九页，创作于2022年6月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。第七十张，PPT共八十九页，创作于2022年6月(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

35、给体和受体细胞不接触的情况下,同样出现原养型细菌！第七十一张，PPT共八十九页，创作于2022年6月第七十二张，PPT共八十九页，创作于2022年6月沙门氏菌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第七十三张，PPT共八十九页，创作于2022年6月(2) 转导模型第七十四张，PPT共八十九页，创作于2022年6月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

36、导第七十五张，PPT共八十九页，创作于2022年6月流产转导(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。第七十六张，PPT共八十九页，创作于2022年6月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

37、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。第七十七张，PPT共八十九页，创作于2022年6月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第七十八张，PPT共八十九页，创作于2022年6月接合 (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 + 感受态细胞第七十九张，PPT共八十九页，创作于2022年6月“接合”