细菌和病毒的遗传()

第七章细菌和病毒的遗传1目前一页\总数一百零五页\编于二十三点遗传学研究从经典水平发展到细胞水平，一个重要的条件是Morgan利用了果蝇这个模式试验材料。遗传学研究从细胞水平发展到分子水平，有两个必不可少的条件：对基因的物理结构和化学结构的了解；以微生物为研究材料。基因重组研究、遗传转化及基因工程的应用、基因精细结构认识及基因表达调控模式的提出，都是建立在细菌和病毒研究的基础之上的。2目前二页\总数一百零五页\编于二十三点第一节细菌和病毒遗传研究的意义一、细菌的生物学特征二、病毒的生物学特征三、细菌和病毒在遗传研究中的优越性四、细菌遗传的实验研究方法3目前三页\总数一百零五页\编于二十三点一、细菌的生物学特征所有的细菌都是比较小的细胞，大约1-2μm长，0.5μm宽，由一层或多层膜或壁所包围；细胞质中除核糖体外,不存在其他细胞器；DNA紧缩成一团，无膜包被，即拟核，也称核质体。4目前四页\总数一百零五页\编于二十三点其DNA主要是以单个主染色体(mainchromosome)的形式存在。这种DNA不与组蛋白结合,也不形成核小体；为封闭的双链环状DNA。除这个主染色体之外，细胞中通常还含有一个或多个小的环状染色体，称为质粒。大肠杆菌(Escherichiacoli)在细菌遗传学研究中应用十分广泛；5目前五页\总数一百零五页\编于二十三点二、病毒的生物学特征病毒没有细胞结构，仅含一种核酸,或DNA或RNA，和一个蛋白质外壳。病毒都是寄生性的，必须借助宿主细胞的代谢系统才能繁殖自己。所以，它们必须生活在活细胞内。6目前六页\总数一百零五页\编于二十三点细菌病毒又称为噬菌体（phage）。噬菌体是研究得比较清楚的病毒。病毒按遗传物质可分：RNA病毒，DNA病毒。病毒按寄主可分为：动物病毒，植物病毒，细菌病毒。噬菌体侵染细菌后，使细菌不能生长，而在均匀生长的细菌培养板上形成噬菌斑。根据噬菌斑的形态和生长特点可以鉴别不同的噬菌体。7目前七页\总数一百零五页\编于二十三点病毒的特性为环状为环状E.coli8目前八页\总数一百零五页\编于二十三点三、细菌和病毒在遗传研究中的优越性1.世代周期短大肠杆菌每20分钟可繁殖一代，因此，可大大缩短实验周期；2.易于管理和化学分析大肠杆菌个体非常小，一般在1μm至几个μm，便于管理和培养；而且繁殖迅速、代谢旺盛，可在短时间内积累大量代谢产物，用于化学分析。9目前九页\总数一百零五页\编于二十三点3.便于研究基因突变裸露的DNA分子容易受到环境条件的影响而发生突变；4.便于研究基因的作用影印培养易于检出营养缺陷型突变，有利于从生化角度研究基因的作用。单倍体生物不存在显性掩盖隐性的问题，隐性突变也能表现出来。10目前十页\总数一百零五页\编于二十三点5.便于研究基因重组细菌具有转化、转导和结合作用，可产生大量遗传重组型的子代，用于精密遗传学分析。6.便于进行遗传操作细菌染色体结构简单，没有组蛋白和其他蛋白质的结合，易于进行遗传工程的操作。11目前十一页\总数一百零五页\编于二十三点7.便于用作研究基因结构、功能及调控机制的材料细菌和病毒的遗传物质简单，因而易于进行基因定位、结构分析及分离；也利于运用生理生化等方法研究基因的表达和调控。12目前十二页\总数一百零五页\编于二十三点

四、细菌遗传的实验研究方法(一)细胞计数(培养物细胞浓度)(二)建立纯系的方法(三)选择培养法鉴定突变型与重组型(四)突变型与重组型的批量筛选方法13目前十三页\总数一百零五页\编于二十三点(一)细胞计数(培养物细胞浓度)培养物中微生物计数方法是微生物学的基本实验技术，其基本思路是：对原培养物进行连续稀释；进行平板涂抹培养；计数菌落数；由于每个细胞形成一个菌落,因此根据稀释倍数即可计算原培养物中的细胞浓度。14目前十四页\总数一百零五页\编于二十三点(二)建立纯系的方法—纯培养挑取由单个细胞繁殖而来的菌落进行培养就可以获得由一个细胞繁殖而来的纯系。通常采用平板表面涂布法或划线法可以获得单菌落。15目前十五页\总数一百零五页\编于二十三点(三)选择培养法鉴定突变型与重组型营养缺陷型的筛选、鉴定：选择培养法是根据菌株在基本培养基和营养培养基上的生长表现将菌株分为原养型和营养缺陷型。其它突变类型的筛选、鉴定：对于其它的突变类型(如温度敏感型)，也可以通过培养条件的选择培养来筛选与鉴定。16目前十六页\总数一百零五页\编于二十三点(四)突变型与重组型的批量筛选方法为高效检测、分离混和群体中不同突变型，黎德伯格夫妇设计了影印培养法。该方法原理与选择培养法一致，但是采用影印法将在完全培养基上单菌落同时接种到不同选培养基上，对所有菌落进行选择培养，鉴定效率大大提高。17目前十七页\总数一百零五页\编于二十三点影印培养法-Leu-Trp

-His18目前十八页\总数一百零五页\编于二十三点第二节噬菌体的遗传分析一、烈性噬菌体二、温和噬菌体三、噬菌体的基因重组与作图19目前十九页\总数一百零五页\编于二十三点噬菌体的遗传分析遗传学上应用最广泛的是大肠杆菌的T噬菌体系列(T1到T7)。根据噬菌体DNA在宿主细菌内的特点，又将噬菌体分为两类。20目前二十页\总数一百零五页\编于二十三点一、烈性噬菌体噬菌体的遗传物质经中空尾部进入宿主细胞；遂即破坏宿主细胞原有的遗传物质；合成大量的噬菌体遗传物质和蛋白质，组装成许多新的子噬菌体；最后使细菌裂解(lysis)。21目前二十一页\总数一百零五页\编于二十三点噬菌斑22目前二十二页\总数一百零五页\编于二十三点二、温和噬菌体温和性噬菌体具有溶源性(lysogeny)的生活周期，即在噬菌体侵入后，细菌并不裂解，它们以两种不同形式出现，λ和P1噬菌体各代表一种略有不同的溶原性类型。这两种噬菌体的共同特点是核酸既不大量的复制，也不大量的转录和翻译。23目前二十三页\总数一百零五页\编于二十三点λ噬菌体DNA附着于大肠杆菌染色体的gal和bio位点之间的attλ(attachmentsite)座位上；λ噬菌体然后，通过交换而整合到细菌染色体上。24目前二十四页\总数一百零五页\编于二十三点λ噬菌体DNA随细菌染色体的复制而复制，每个子细胞中有一个拷贝。原噬菌体通过诱导(induction)可转变为烈性噬菌体。整合的噬菌体称为原噬菌体(prophage)。这时它会阻止其他λ噬菌的超数感染(super-infection)。25目前二十五页\总数一百零五页\编于二十三点P1噬菌体与λ不同，它并不整合到细菌的染色体上，而是独立地存在于它的细胞质内。

噬菌体P1DNA的复制则使每个子细胞中至少含有一个拷贝。26目前二十六页\总数一百零五页\编于二十三点三、噬菌体的基因重组与作图T噬菌体遗传性状噬菌斑的形态：寄主范围:r+噬菌斑小而模糊；r－

噬菌斑大而清晰；h+只能侵染B型菌株，噬菌斑半透明；h－

能侵染B型和B/2型菌株；

噬菌斑透明；27目前二十七页\总数一百零五页\编于二十三点T2噬菌体双重感染h+和h－均能侵染B型菌株；h+r－和h－r+同时侵染B型菌株；同时感染B型菌株亲本型重组型h+r–和h–r+h–r–和h+r+h+r–(半透明，大)

h–r+(透明，小)×28目前二十八页\总数一百零五页\编于二十三点将亲本型和重组型混合子代混合有B和B/2菌株的培养基h+r－(亲本型)：噬菌斑半透明，大、边缘清晰h–r+(亲本型)：噬菌斑透明，小、边缘模糊h–r–

(重组型)：噬菌斑透明，大、边缘清晰h+r+(重组型)：噬菌斑半透明，小、边缘模糊29目前二十九页\总数一百零五页\编于二十三点重组值的计算：重组值＝重组噬菌斑数/噬菌斑总数×100%＝[(h–r–

＋

h+r+)]／[(h+r–＋h–r+

＋h–r–

＋

h+r+)]

×100%去掉%即可作为遗传图距30目前三十页\总数一百零五页\编于二十三点不同速溶性噬菌体的突变型在表现型上有所不同，可分别写成ra、rb、rc等31目前三十一页\总数一百零五页\编于二十三点可能的基因排列连锁图：rarbrch1rarbrch2rarbrch3rarbrch4再做杂交：rcrb+

×rc+rb结果表明：rc－rb的重组值＞rb－h基因排序：h位于rb及rc之间hrcrarb32目前三十二页\总数一百零五页\编于二十三点λ噬菌体的基因重组与作图()凯泽(KaiserA.D.1955)最先进行噬菌体的重组作图试验。用紫外线照射处理噬菌体获得5个突变系，他们可产生不同的嗜菌斑：s系：小嗜菌斑；mi系：微小嗜菌斑；c系：完全清亮点嗜菌斑；co1系：中央环之外部分表现清亮的嗜菌斑；co2系：更浓密的中央环嗜菌斑。33目前三十三页\总数一百零五页\编于二十三点凯泽利用噬菌体sco1mi与噬菌体+++进行杂交作图类型数目亲本类型+++975924sco1mi单交换型Ⅰs++3032+co1mi单交换型Ⅱsco1+6151++

mi双交换型s+mi513+co1+合计

20911899

62

112

1834目前三十四页\总数一百零五页\编于二十三点第三节细菌的遗传分析通过不同基因型的噬菌体双重感染宿主菌，获得重组型的噬菌体，进而进行噬菌体的基因重组与作图；研究发现，一个细菌细胞的DNA与另一个细菌细胞的DNA的交换重组可以通过转化、接合、性导及转导等四种方式。35目前三十五页\总数一百零五页\编于二十三点(一)细菌转化实验

野生型肺炎双球菌的菌落为光滑型(S)，一种突变型为粗糙型(R)，两者根本差异在于荚膜形成；特点类型荚膜菌落毒性类型光滑型S发达光滑有I,II,III粗糙型R无粗糙无I,II一、转化(transformation)36目前三十六页\总数一百零五页\编于二十三点Griffith转化研究（1928年）37目前三十七页\总数一百零五页\编于二十三点Griffith对其试验结论根据上述研究结果Griffith认为：(有毒)死细菌中的某种物质转移到(无毒)活细菌中，并使之具有毒性，导致小家鼠死亡。他将这种细菌遗传类型的转变称为转化，并将引起转化的物质称为转化因子(tranformingprinciple)。38目前三十八页\总数一百零五页\编于二十三点Avery的转化实验(1944年)39目前三十九页\总数一百零五页\编于二十三点实验结论实验结果表明：来源于加热至死的SIII细菌，并使RII细菌转化成为SIII型细菌的转化因子是DNA。Avery等人的结论：决定细菌遗传类型的物质是DNA，即证明了DNA就是遗传物质。同时表明：转化是细菌之间交换遗传物质的方式之一。40目前四十页\总数一百零五页\编于二十三点转化的概念大部分的转化工作是用肺炎双球菌(Streptococcuspneumoniae)、枯草杆菌(Bacillussubtilis)和流感嗜血杆菌(Hemophilusinfluenzae)进行的。转化(transformation)是指某些细菌(或其他生物)能通过其细胞膜摄取周围供体(donor)的染色体片段，并将此外源DNA片段通过重组整合到自己染色体组的过程。41目前四十一页\总数一百零五页\编于二十三点(二)细菌转化的条件1）受体的生理状态：一般认为感受态出现在细菌对数生长后期，并且某些处理过程可以诱导或加强感受态，以大肠杆菌为例，用Ca2+(如Cacl2)处理对数生长后期的大肠杆菌可以增强其感受能力。感受态：指细胞的DNA合成刚刚完成，而蛋白质的合成仍处于活跃状态，合成的蛋白质使细菌的细胞壁发生变化，易于接受外源DNA。42目前四十二页\总数一百零五页\编于二十三点

2）转化片段的大小：肺炎双球菌转化：DNA片段至少有800bp;枯草杆菌的转化：DNA片段至少有16000bp。

3）供体DNA分子的数目：供体DNA分子数目与特定基因的成功转化有关。细菌的细胞壁或细胞膜上有固定数目的DNA接受座位，一般细菌摄取的DNA分子数﹤10个。43目前四十三页\总数一百零五页\编于二十三点(三)转化过程44目前四十四页\总数一百零五页\编于二十三点

细菌转化中DNA的整合过程45目前四十五页\总数一百零五页\编于二十三点(三)共转化与遗传图谱绘制利用共同转化绘制细菌连锁遗传图谱的基本原理：相邻基因发生共同转化的概率与两者的距离间成正向关系，基因间距离越近，发生共同转化的频率越高，反之越低。因此可以通过测定共同转化的两个连锁基因的交换值来计算基因间的相对距离。46目前四十六页\总数一百零五页\编于二十三点转化与遗传图谱例如，以trp2+his2+tyr1+为供体，以trp2-his2-tyr1-

为受体进行转化实验，结果如表：座位转化子类型trp2+---+++his2++-+--+tyr1+++--+-数目11940366068541826001071180RTrp-His=[(3660+418+2600+107)/19905]×100%=34%RTrp-Tyr=40%RHis-Tyr=13%47目前四十七页\总数一百零五页\编于二十三点转化与遗传图谱可以看出，trp2、his2和tyr1是连锁的，其中his2和tyr1连锁紧密，它们并发转化的频率最高。Trp2His2Tyr134134048目前四十八页\总数一百零五页\编于二十三点黎德伯格和塔特姆的实验A菌株met－

bio－

thr﹢leu﹢B菌株met﹢bio﹢thr－leu－Nocolonies原养型菌落met﹢

bio﹢

thr﹢leu﹢Nocolonies完全培养基完全培养基基本培养基基本培养基49目前四十九页\总数一百零五页\编于二十三点上述实验中的原养型菌落是否是由于转化作用所致呢？把品系A的培养液经加热灭菌；

转化作用及其排除未得到原养型菌落；表明原养型菌落可能不是由转化作用产生。加入到B品系的培养液中，培养数小时；将上述培养液涂布在基本培养基平板上；50目前五十页\总数一百零五页\编于二十三点戴维斯(Dawis,1950)的U型管试验：实验结论：细胞直接接触是原养型细菌产生的必要条件。分别在两臂中放入A菌株和B菌株的液体培养物,中间用滤片隔开,结果没有得到原养型细菌；51目前五十一页\总数一百零五页\编于二十三点二、接合(conjugation)接合:是指在原核生物中，遗传物质从供体(雄性)转移到受体(雌性)的过程。

Hayes(1952)研究表明：

从而认为大肠杆菌存在两种类型品系：雄性与雌性分别作为接合过程中遗传物质的供体与受体。大肠杆菌两种不同菌株(品系)接合过程中遗传物质的转移是单向的；52目前五十二页\总数一百零五页\编于二十三点(一)F因子及其在杂交中的行为Hayes等进一步研究发现，大肠杆菌在接合中作供体的能力受细胞内一种致育因子(fertilityfactor,F因子；sexfactor,性因子)控制。F因子的化学本质是DNA，可以自主状态存在于细胞质中或整合到细菌的染色体上。F因子可以在细菌细胞间进行转移并传递遗传物质。53目前五十三页\总数一百零五页\编于二十三点F因子的存在状态54目前五十四页\总数一百零五页\编于二十三点具有F因子的菌株可作为供体，因为F因子中有控制F性伞毛(Fpillus)形成的基因。接合现象F+细胞的F因子由接合管向F-传递，使F–受体变成F+。当供体与受体细胞相互接合，F性伞毛就成了两个细胞之间原生质的通道，或叫接合管(conjugationtube)。55目前五十五页\总数一百零五页\编于二十三点F因子的转移与复制56目前五十六页\总数一百零五页\编于二十三点（二）Hfr细胞的形成及染色体的转移57目前五十七页\总数一百零五页\编于二十三点部分二倍体的重组58目前五十八页\总数一百零五页\编于二十三点59目前五十九页\总数一百零五页\编于二十三点(三)中断杂交试验作图雅各布(Jacob)和沃尔曼(Wollman)在五十年代设计了一个著名的中断杂交试验(interruptedmatingexperiment)。这里，thr、leu、lac、gal分别代表苏氨酸、亮氨酸、乳糖和半乳糖，+代表原养型，–代表营养缺陷型;azi和ton分别代表叠氮化钠和T1噬菌体；Str表示链霉素，R代表抗性，s代表敏感。他们采用的菌株基因型为：

Hfr:

thr+leu+aziStonSlac+gal+strs

F–:

thr–leu–aziRtonRlac–gal-strR60目前六十页\总数一百零五页\编于二十三点将两种细胞混合培养，每隔一定时间取样，把菌液放在食物搅拌器内搅拌，以中断接合；将中断接合的细菌接种到含有链霉素的几种不同培养基上，测定形成了什么样的重组体(链霉素可杀死所有的Hfr供体细胞)。61目前六十一页\总数一百零五页\编于二十三点在检查F-细胞是否得到thr+:可用不加thr而含str、leu的培养基；在这里，只有thr+strR才能生长，能长的细胞就是供体thr+已经进入受体并发生了重组的细胞。标记基因转入时间(分钟)频率thr+8100(经选择)leu+8.5100(经选择)aziS990tonS1170lac+1840gal+252562目前六十二页\总数一百零五页\编于二十三点在被选择的thr+leu+的重组体中，其它的供体基因接连出现，不同的基因经过一定时间就上升到一个稳定的水平。63目前六十三页\总数一百零五页\编于二十三点上述事实说明，Hfr菌株的基因是按一定的线性顺序依次进入F–菌株的，染色体从原点以直线方式进入F–细胞。基因位点离原点愈近，进入F–细胞愈早，反之则晚。

88.59111825

gal根据中断杂交的实验，用Hfr基因在F–细胞中出现的时间为标准，可以作出大肠杆菌的遗传连锁图。根据中断杂交的实验作出的大肠杆菌直线连锁图64目前六十四页\总数一百零五页\编于二十三点用不同的Hfr菌株进行中断杂交实验所作出的大肠杆菌基因连锁图，其基因向F-细胞转移的顺序大不相同。Hfr的类型基因转移顺序HfrHOthrprolacpurgalhisglythi1Othrthiglyhisgalpurlacpro2Oprothrthiglyhisgalpurlac3OpurlacprothrthiglyhisgalAB312Othithrprolacpurgalhisgly65目前六十五页\总数一百零五页\编于二十三点所有的his基因都有gal在一边，gly在另一边。其他基因也是如此，除非它们在连锁群的另一端。这个实验进一步说明F因子和细菌染色体都是环状的，而Hfr细胞染色体的形成，则因F因子插入环状染色体的不同位置，而形成了不同的转移原点和转移方向。

thrthiglyhisgalpurlacproH12331266目前六十六页\总数一百零五页\编于二十三点中断杂交试验作图的问题如果两个基因间的转移时间小于2分钟，用中断杂交法所得的图距不太可靠，应采用传统的重组作图法(recombinationmapping)。例如，有两个紧密连锁的基因：lac+(乳糖发酵)和ade–(腺嘌呤缺陷型)，ade进入F–细胞的顺序较lac为晚，为了求得这两个基因间的距离，可采用Hfrlac+ade+strS×F–lac–ade–strR进行杂交实验。67目前六十七页\总数一百零五页\编于二十三点将Hfr和F–接入完全培养基中混合培养；Hfrlac+ade+strS×F–lac–ade–strR将F–ade+菌落涂布于缺陷培养基平板(-ade-lac),可选出ade+lac+的菌落,说明两者之间没有发生过交换；同时，可选出ade+lac–的菌落，说明两者之间发生过交换。lac-ade+lac+ade++lac-ade+×100%Rlac-ade==22%将混合培养菌株涂布于完全培养基平板(+str/-ade),选出F–ade+的菌落；实验设计：68目前六十八页\总数一百零五页\编于二十三点部分染色体DNA与FDNA的杂合环称为F‘因子。F因子整合到宿主细菌染色体的过程是可逆的,当发生环出(loopingout)时，F因子又重新离开染色体。然而F因子偶然在环出时不够准确,它携带有染色体的一些基因。69目前六十九页\总数一百零五页\编于二十三点三、性导(sexduction)性导(sexduction)：是指接合时由F′因子所携带的外源DNA转移到细菌染色体的过程。

F′因子使细菌带有某些突出的特点第一，F′因子以极高的比率转移它的基因；第二，F′因子有极高的自然整合率，而且整合在一定的座位上，因为它有与细菌染色体的同源区段。

70目前七十页\总数一百零五页\编于二十三点第一，不同的F′因子带有不同的细菌DNA片段，利用不同的F′的性导可以测定不同基因在一起转移的频率。性导在大肠杆菌的遗传学研究中的作用其次，观察由性导形成的杂合部分二倍体中某一性状的表现，可以确定这一性状的等位基因的显隐关系。第三，性导形成的部分二倍体也可用作互补测验，确定两个突变型是同属于一个基因还是不同基因。71目前七十一页\总数一百零五页\编于二十三点鼠伤寒沙门氏菌A菌株phe－

trp－

tyr－

met﹢his﹢鼠伤寒沙门氏菌B菌株phe﹢trp﹢tyr﹢met－his－Nocolonies原养型菌落phe﹢

trp﹢

tyr﹢met﹢his﹢Nocolonies完全培养基完全培养基基本培养基基本培养基黎德伯格和津德的实验72目前七十二页\总数一百零五页\编于二十三点将两种菌株分别放在U型管的两臂内，中间用玻璃滤板隔开，以防止细胞直接接触，但可以允许比细菌小的物质通过；是否是接合：培养数小时后，将菌液涂布于基本培养基，获得了野生型重组体，即原养型(phe﹢trp﹢tyr﹢met﹢his﹢)。73目前七十三页\总数一百零五页\编于二十三点是否是转化：在混合培养数小时的菌液中添加DNA酶，然后将菌液涂布于基本培养基，仍然获得了野生型重组体；这种重组是通过一种过滤性因子(filterableagent，FA)而实现的。FA：不受DNA酶的影响，这样就消除了转化作用的可能性。74目前七十四页\总数一百零五页\编于二十三点进一步研究证明，FA是一种噬菌体，称为P22，它对亲本菌株之一是溶源性的；支持这个结论的证据是：(1)FA的大小和质量与P22相同；(2)FA用抗P22血清处理后失活。这种细菌遗传物质的转化与重组是通过噬菌体P22来完成的。75目前七十五页\总数一百零五页\编于二十三点四、转导(transduction)转导(transduction)是指以噬菌体为媒介所进行的细菌遗传物质重组的过程。它与上述的转化、性导、接合的主要不同之处，在于它是以噬菌体为媒介的。在这一过程中，细菌的一段染色体被错误地包装在噬菌体的蛋白质外壳内，并通过感染而转移到另一个受体细菌内。76目前七十六页\总数一百零五页\编于二十三点（一）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段,在形成噬菌体颗粒时，少数噬菌体错误包装了细菌的DNA,从而形成转导噬菌体；由于可以转导细菌染色体组的任何不同部分，因此称为普遍性转导。77目前七十七页\总数一百零五页\编于二十三点由此形成的具有重组遗传结构的细菌细胞叫做转导体(transductant)。这种假噬菌体称为转导颗粒(transducingparticle)。当转导颗粒将它的内含物注入受体细菌后，形成一个部分二倍体，导入的基因经过重组，整合到宿主的染色体上。78目前七十八页\总数一百零五页\编于二十三点

利用合转导率确定基因之间的顺序和距离

两个基因同在一起转导称为合转导(cotransduction)合转导的频率愈高，表明两个基因在染色体上的距离愈近，连锁愈密切；相反，如果两个基因的合转导频率很低，就说明它们之间距离较远。通过观察两因子转导(two-factortransduction)，计算并比较每两个基因之间的合转导频率，就可以确定三个基因或三个以上基因在染色体上的排列顺序。79目前七十九页\总数一百零五页\编于二十三点例:先利用噬菌体P1，侵染带有leu+、thr+、azi+三个基因的大肠杆菌；再用来自后者(供体)的P1侵染带有leu-、thr-、azi-的三个标记基因的大肠杆菌(受体)；然后将受体细菌进行特定培养，以测定该三个基因的连锁关系。80目前八十页\总数一百零五页\编于二十三点对每个选择的标记基因进行多次实验，以确定其未选择标记基因出现的频率；Leu+的筛选：按照前面的原理，对那些leu+的细胞进一步进行涂布培养，以测试它们是aziR或aziS，是thr+或thr-。把受体细菌放在没有叠氮化钠(azi)，但加有苏氨酸(thr)的基本培养基上培养；81目前八十一页\总数一百零五页\编于二十三点利用上述实验可以说明三个位点之间的连锁关系。实验选择的标记基因未选择的标记基因1leu+50%aziR2%thr+2thr+3%leu+0%aziR3leu+thr+

0%aziRaziRleu+thr+82目前八十二页\总数一百零五页\编于二十三点普遍性转导判断转导片段的大小

从上述分析中还说明了转导片段的大小。在thr和leu之间的DNA长度已接近于这个片段大小的极限。因为它们的并发转导只有2-3%，azi位点从未与thr有过并发转导。由此可以作出结论，这个转导片段的最大极限是从thr位点到leu和azi位点之间。aziRleu+thr+83目前八十三页\总数一百零五页\编于二十三点如果研究三因子转导(three-factortransduction)，

只需分析一个实验的结果就可以推出三个基因的次序。

三因子转导分析

例：供体大肠杆菌具有基因型a+b+c+，受体的基因型为a-b-c-，通过中断杂交已知三个基因中的一个如a不在中间；供体用P1噬菌体感染，P1的后代再用来感染受体细胞，然后把受体细胞接种在选择培养基上，就可对a+进行选择。84目前八十四页\总数一百零五页\编于二十三点然后，再把被选择的受体细胞重复接种在其他对b+或c+进行选择的选择培养基上，检查a+细胞是否同时具有b+和c+。最少的一类转导体应当代表最难于转导的情况，这种转导体是同时发生交换次数最多的一类。a+b+c+a–b–c–b+a–c–a+c+b–供体受体片段转导体它的两边应为供体基因，而中间为受体基因，如正确次序为abc，就应为a+b-c+。85目前八十五页\总数一百零五页\编于二十三点假定由实验得到的最少的转导体类别为a+b+c-，那么就可以确定，这三个基因的正确次序应当是a+c+b+c+a–b–a+b+c–供体受体片段转导体a–c–b–a-c-b或b-c-a86目前八十六页\总数一百零五页\编于二十三点推算基因之间的物理距离若两个基因紧密连锁，就可能经常在一起转导，合转导频率将接近于1。如果两个基因从来或者几乎不包含在同一转导DNA片段中，它们的合转导频率接近于或等于0。利用这种关系可以求出同一染色体上两个基因之间的物理距离。经推导，得到以下计算公式：87目前八十七页\总数一百零五页\编于二十三点d=同一染色体上两基因之间的物理距离。d=L(1-/X)3L=转导DNA的平均长度。X=两个基因合转导的频率。88目前八十八页\总数一百零五页\编于二十三点在普遍性转导中，供体大肠杆菌细胞的基因型是trpC+pyrF-trpA-，受体细胞的基因型是trpC-pyrF+trpA+。由P1噬菌体媒介转导，对trpC+进行选择，用选择的细胞进一步检查其他基因的转导情况，得到以下的结果：试问：(1)这三个基因的次序是什么？(2)trpC和pyrF以及trpC和trpA的合转导频率是多少？(3)假定P1染色体长为10μ，这些基因之间的物理图距是多少？练习89目前八十九页\总数一百零五页\编于二十三点应用普遍性转导作图是比较精确的，这是中断杂交作图所不容易办到的。但是，普遍性转导作图仅仅是在对某个基因的位置有某些了解的前提下才能进行；所以当一个新的突变基因发现以后，首先是用中断杂交法对它作粗略的定位，接着才用普遍性转导等方法作精确定位。90目前九十页\总数一百零五页\编于二十三点(二）特殊性转导特殊性转导：由温和噬菌体进行的转导。如λ噬菌体的DNA，既可以以自主的状态存在，也可以整合在细菌染色体中。这种有两种状态的遗传因子叫做附加体(episome)。多数噬菌体当整合在细菌染色体中时都占有一个特定的位置。例如λ-DNA，在大肠杆菌中的附着点(attλ)一边具有半乳糖操纵子gal，另一边具有生物素合成的基因bio。91目前九十一页\总数一百零五页\编于二十三点原噬菌体离开细菌染色体时，偶尔可形成某些细菌和噬菌体基因连在一起的DNA片段。从而可形成特殊性转导颗粒；转导仅限于靠近原噬菌体附着点的基因，如λ-DNA专门转导大肠杆菌的gal和bio基因。所以这种转导叫做特殊性转导或局限性转导(restrictedtransduction)。92目前九十二页\总数一百零五页\编于二十三点细菌染色体图应用中断杂交技术、重组作图、转化和转导相结合的方法已经得到细菌的非常详细的染色体图。早在1963年对E.coli就已定位了近100个基因(图)，而截至1990年定位的基因已超过1400个。93目前九十三页\总数一百零五页\编于二十三点细菌染色体图1990年绘制的E.Coli连锁遗传图的一部分。此部分仅包括5分钟的距离(全图100分钟)。94目前九十四页\总数一百零五页\编于二十三点本章要点(基本概念)细菌和病毒在遗传研究中的优越性细菌的拟有性过程与遗传重组转化、接合、性导、转导F-菌株、F+菌株、Hfr菌株F因子、F′因子95目前九十五页\总数一百零五页\编于二十三点转化接合性导转导是否有性因子无FF’无是否需要载体无无无噬菌体细菌之间是否需要接触否需要需要否吸收DNA的方式单链吸收边转移边复制的滚环模式边转移边复制的滚环模式噬菌体直接注入菌体的状态受体菌感受态供体Hfr，受体F-供体F’,受体F-噬菌体侵染范围是否形成部分二倍体外源DNA不复制的单链会会会是否整合到自身染色体上是是是是DNA转移方向供体向受体单方向供体向受体单方向供体向受体单方向供体向受体单方向转化、接合、转导、性导的比较96目前九十六页\总数一百零五页\编于二十三点练习对两对基因的噬菌体杂交所测定的重组频率如下：a－b＋×a＋b－3.0%a－c＋×a＋c－2.0%b－c＋×b＋c－1.5%