7.微生物遗传

三、接合重组
(三)大肠杆菌性别与致育因子 三 大肠杆菌性别与致育因子 大肠杆菌性别与致育因子(sex and fertility factor) 1、Tatum接合重组实验 1946，E.coli
A (met-strs)、B(thr-strr) 及A×B 混合4h后代、碾碎 分别用含str基本培养基培 养。A、B和F1分别为不生 长、不生长和生长，且后 代菌斑频率>10-6。为什么
(四)低频重组与高频重组 四 低频重组与高频重组 低频重组与高频重组(Lfr and Hfr) 1、低频重组与高频重组
⑴F-体内无F因子，只能作受体相当于♀ ； F+体内有F因子相当于♂ ⑵F+使♀株F-变为F+，F-有致育能力变为♂ ； ⑶ F+ 中F因子转移频率高，但细菌基因转移频率低，多为10-6，称低 频重组(low frequency recombination,Lfr)。 ⑷F因子与细菌染色体整合后，细菌基因随F因子转移而转移，频率高 达10-2，称高频重组(high frequency recombination， Hfr) 。
转化子 ++ + -++ 亲型为： ++ +/- - 表达数目 11940 3660 trp-his重组 PT NPT trp-tyr重组 PT NPT his-tyr重组 PT PT --+ -+ 685 × NPT NPT 418 NPT × NPT +-- + -+ ++ 2600 NPT NPT × 合计
A×B
thr-strr thr-strs
A×B
⑴ Ex1A中thr+基因传给B，产生met+ thr+strr野生型，能生长； ⑵ Ex1B中met+strr2个基因传给A，也能生长；但传递频率等于 各自传递频率的积，难发生；应是A传给B，不是B传给A 。 ⑶ Ex2B中met+传给A，应该能生长但未生长。说明B不能传给 A，B只能受体，相当于♀；则A能作供体，相当于♂；所以 基因呈单方向传递，细菌有雌雄之分。应有试验证明。
Tatum 1946
E.coli
三、接合重组（conjugation recombination） 接合重组（ ）
(二)接合重组鉴定 二 接合重组鉴定
1950，Davis，玻璃滤板 (孔径 <0.1µm,为细菌1/20)，A、B株分装 两端(不许A、B接触), 加压促进片 断交流，4h后基本培养基培养，无 wt时说明A.B不接触不重组，一接 触能重组，称U形管经典鉴定法。 化学法鉴别接合与转化 A、B混合培养有wt，添加以下物质后无wt时为转化 ①DNA内切酶破坏DNA片断，无wt时为转化； ②氯霉素抑制DNA聚合酶活性，无wt时为转化； ③二硝基苯抑制能量供应，无wt时为转化，反之则反。
三、接合重组
(五)接合重组的特点 五 接合重组的特点
1.F-仅获得供体部分DNA，因 接合管易断。 2.受、供体DNA片段配对产生 部分二倍体(partial diploid)，供 体基因称外基因(exogenote),受 体基因组称内基因(endogenote) 3.内、外基因间发生偶数次交换形成活性重组子，奇数次交换 形成线状染色体，重组子死亡。 4.偶数次交换产生的重组子中一半成活，一半死亡。所以，接 合重组值=重组配子数×2/总配子数。
107 1180 20590 NPT PT PT NPT NPT NPT
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (三)转化作图（transformanted mapping） 三 转化作图 转化作图（ ） 2.确定亲型和重组基因型
已知3个基因顺序为：trp-his-tyr ⑴--+转化子对trp-his基因而言不算亲型、也不算新型。为什么？ ⑵-+-转化子对trp-tyr基因而言不算亲型、也不算新型。为什么？ ⑶+--转化子对his-tyr基因而言不算亲型、也不算新型。为什么？
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (三)转化作图（transformanted mapping） 三 转化作图 转化作图（ ） 1.Nester转化实验
供体：野生型枯草杆菌，碾成 (1µm, <2万bp) DNA片断 受体：trp-、his-、tyr-突变型，与受体混合培养4h 分别用基本培养基及添加trp、his、tyr培养基培养， 获得7种转化子，结果见下表：
met-strs
A×B
thr-strr
met-strr A、B分别改为 met-strr、thr-strs 后，A,B后代不 生长。为什么
A×B
thr-strs
Байду номын сангаас
三、接合重组
(三)大肠杆菌性别与致育因子 三 大肠杆菌性别与致育因子 大肠杆菌性别与致育因子(sex and fertility factor) 2、性别的发现：1946，Tatum，E.coli Ex1 met-strs Ex2 met-strr
三、接合重组
(四)低频重组与高频重组 四 低频重组与高频重组 低频重组与高频重组(Lfr and Hfr) 2、 F- 、 F+与Hfr比较
⑴F+与F-结合 ①F-变为F+；②F-长鞭毛；③细菌基因转移频率10-6，称Lfr。 ⑵Hfr与F-结合 ①F-仍为F-；②F-无性毛；③细菌基因转移频率10-2，称Hfr 。
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (三)转化作图（transformanted mapping） 三 转化作图 转化作图（ ） 3.计算重组率
Rf(trp-his)= (3660+418+2600+107) / (20590 -685 ) =34% Rf(trp-tyr)= (3660+685+2600+1180) / (20590-418 )= 40% Rf(his-tyr) =(685+418+107+1180)/ (20590 -2600 )=13%
第七章 微生物遗传
（microbial genetics） ）
目
第一节 细菌遗传 一、细菌及其突变体 二、转化重组与作图 三、接合重组与作图 四、性导重组与作图 第二节病毒遗传 一、病毒及其突变体 二、互补测验 三、两点定位与作图 四、转导重组与作图
录
细菌遗传 遗传目录 第一节 细菌遗传目录
一、细菌及其突变体 二、转化重组 三、接合重组 四、性导重组
三、接合重组
(三)大肠杆菌性别与致育因子 三 大肠杆菌性别与致育因子 大肠杆菌性别与致育因子(sex and fertility factor) 3.致育因子（fertility factor）
⑴观察发现E.coli有2种体型之分：体表鞭毛有或者无； ⑵鞭毛细菌体内有一小颗粒，6×104 bp ，占染色体长度 2%；有转移起点、致育和性鞭毛３个基因，称致育因子F。 ⑶供体有F因子，记为F+；受体无F因子，记为F-；F因子决 定了基因单方向传递，F+ F-，但不能F- F+ 。
(一)转化试验 一 转化试验 转化试验(transformation experiment) 2. 阿维利(Avery)转化实验(1944)
16年后，Avery S型DNA断片 (<7 µm 约2万bp) 分别加R型蛋 白酶,DNA酶和血清后, 与R型混合培养均表达 S；仅 S型DNA断片 +DNA酶+R型混合培养 不表达S型。证明S复 活是SDNA片断被R吸 收表达的结果。
三、接合重组
(六)中断杂交（the interrupted mating ）与作图 六 中断杂交 中断杂交（
1、中断杂交实验 1954，Wollman , Jacob, E.coli Hfr:(aziSstrStonS)×F－(azirstrr tonr thr- leu- gla- lac- ) ①加str、thr活者为strr leu+,记数 ②仅加str活者为strrleu+thr+,记数 ③加gla+ 或lac+红色能消失,记数 gla lac , 第3min搅拌中断 ④加azi或ton亡者为azis tons,记数
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (二)转化过程与转化子 二 转化过程与转化子 转化过程与转化子(transformation ) 1. DNA转化过程 侵入 联会 授体链缺刻 分枝迁移 连接 表达
2.转化子(transformation) 供体DNA片段与受体基因组 整合产生的重组DNA分子。 3.特点 ⑴受体允许的特定区间进入； ⑵需要酶参加；氯霉素抑制酶 活性可抑制DNA转化。 ⑶需要能量；二硝基苯阻碍能 量供应，可抑制DNA转化。 ⑷转化率低。
一、细菌及其突变体
(四) 细菌突变特点 四 1.基因重组频率高 Hfr株的重组率高达10-2 2.突变率高，突变体易表达 突变频率10-4-10-7，单倍染 色体，隐性突变易表达。 3.易检测 印迹法接种快，通过基本 培养或各种添加物培养基上识 别鉴定快。 4.存在拟有性过程 细胞内有噬菌体或质粒等 寄生性复制因子,能引起细菌、 病毒间遗传物质转移重组。
三、接合重组
(三)大肠杆菌性别与致育因子 三 大肠杆菌性别与致育因子 大肠杆菌性别与致育因子(sex and fertility factor) (4) F因子的转移 转移步骤 ①供体F因子引导生出性管 ②插入♀孔，形成接合管 ③ F因子滚环式DNA复制， 边延伸边转移 ④接合管断裂，雌株也有F
三、接合重组
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (一)转化试验 一 转化试验 转化试验(transformation experiment) 1.Griffith转化实验（1928），肺炎双球菌
二、转化重组（transformation recombination） ）
一、细菌及其突变体
（一）细菌细胞(bacterium cell) 细菌细胞 1.拟核细胞(nucleoid cell)：无核膜，原核生物(prokaryotes) 2.繁殖快：约20min/代，哺乳动物细胞分裂24h的1/70 3.体积小：长1-2µm，宽0.5µm左右； 4.群体大：一支试 管可盛数百万个个体。
4.作图 作图 tyr 13
trp 34 his
三、接合重组（conjugation recombination） 接合重组（ ）
(一)接合重组的发现 一 接合重组的发现
A (bio-met-)、B(thr-leu-) 及A×B 4h后代，分别碾碎, 基本培养基分别培养，A、 B、F1分别为不生长、不生 长、生长，且野生型菌斑 频率> 10-6。为什么？ 分析 1. 基本培养基上A,B缺陷突变不生长，混合4h后生长是产生了野生型； 2. bio-met-或thr-leu-2个基因同时突变率＜ 10-12，并非突变产生野生型； 3.A片段加到B或B片段加到A培养均无无菌落，不是转化产生野生型； 4.A、B体细胞接触能基因重组？有待试验证实。
一、细菌及其突变体
（二）细菌染色体(bacterium chromosome) 细菌染色体 1、双链环状； 2、无蛋白质包装； 3、成环短缩变粗。如E.coli 染色体1333µm，每环将 300µm变成25µm，50多环将长度变成1.5µm。
一、细菌及其突变体
(三)细菌突变体 三 细菌突变体 细菌突变体(Bacterium mutants) 类型 1.合成功能突变体( anabolic functional mutants) met- thr- his- leu- pyr-(嘧啶) cyc-(胱氨酸) thi-(硫氨酸)等 2.分解功能突变体(catabolic functional mutants) lac- gal- aru- mal- xyl-(木糖) rha-(鼠李糖) pdx-(吡哆醇)等 3.抗性突变体(resistant mutants) azir strr tonr 4.克隆形态突变(form mutants) h+ h r+ r 5.基础代谢突变(metabolism mutants) suppressor- nonsense mutation Su+ temperature sensitive mutation ts