第六章细菌的遗传分析

1、转导的发现 1952年 J.Lederberg ，N. Zinder实验
LT22 phe-trp-tyr-his+ ×
LT2 phe+trp+tyr+his-
结果10-5
频率出现 野生型菌 株。（基 本培养基）
LT22菌液涂布在基 本培养基上出现野生 型菌落
Lederber 实验的解释：
某种滤过因子将LT-2的基因传递给LT-22， 后来的一系列实验证明该滤过因子为P22噬 菌体。
重组作图是根据基因间重组率进行定位的。
例如根据中断杂交试验知lac和ade基因是紧密 连锁的而且lac比ade先进入受体。 试验 ：Hfr lac+ade+strs × F- lae-ade-strr
lac—ade 间重组率：
lac-ade+
=
= 20%
lac-ade++ lac+ade+
用时间单位法lac-ade的图距是一分钟，所 以时间单位和重组值的关系大致是
Termination of Replication
细菌染色体的复制
第二节 细菌的结合与染色体作图
➢一．大肠杆菌结合现象的发现
1946年，J.Lederberg和E.Tatum大肠杆菌杂 交试验：
材料：大肠杆菌(Escherichia coli)K12菌株的 两个营养缺陷型品系：
品系A基因型: met-bio-thr+leu+thi+ 品系B基因型: met+bio+thr-leu-thi-.
DNA浓度 A转化率 B转化率 A与B共转化 A与B 下降比率 下降比率 下降比率 率下降比率 关系
1/2
1/2
1/2
1/2
1/2
1/2
1/2
连锁
1/4
不连锁
Nester等用枯草杆菌进行了如下实验： trp2+ his+ tyr1+ × trp2- his- tyr1-
➢二．细菌的转导与遗传作图
附加体(episome):在细胞中或以游离状态或 与染色体以相合状态存在的可稳定遗传的遗 传结构,它的存在给细胞带来一定的遗传性状， 但它们的缺失并不会造成细胞的死亡。
致
配
育
对
基
区
因
原
点
F因子的结构
F+与F-的结合
Hfr与F-的结合
➢三．细菌重组的特点
（1）基因重组发生在部分二倍体中（自然状 态下很难把供体基因全部转移过来）。 （2）奇数交换无效，偶数交换有效。 （3）只出现一种重组子（杂交后代），真核 生物出现四种杂交后代。 （4）在F+×F-中，结果使F-变为F+，很少发生 基因重组（供体与受体之间）。 （5）在Hfr×F-中，F-很少变成F+，基因重组 频率比较高。杂交后，育性基因没有转移。
➢一．细菌的转化与遗传作图
转化：指外源DNA片段不经中间媒介体 直接进入感受态细胞进行基因重组形成重 组体的过程。 感受态细胞：能接受外源DNA分子并被 转化的细菌细胞。 感受态因子：促进转化作用的酶或蛋白质分子。
转化子：通过转化而形成的重组体。
转化机制：
转化基因间关系及其确定（共转化）
DNA低浓度时，转化频率与转化的DNA浓 度呈正比关系
滤片孔径很小， 可让DNA、 0.1μm 的游离 分子和更小的 营养物通过， 但细胞不能直 接接触。 (结 果没有得到原 养型细菌)
➢二．F因子与高频重组
1. 细菌“性别”的发现： W.Hayes 的实
验 Amet-bio-strsБайду номын сангаас
Amet-bio-strr
× 加链霉素
Bthr-leu-thi-strr ↓
1 min = 20%重组值=20 cM
第四节 F’因子与性导
➢一．F’因子
➢二．性导
性导在大肠杆菌的遗传学研究中的作用
(1) F`因子可自主复制； (2) 形成部分二倍体可用作互补试验测定两 突变的关系； (3) 确定部分二倍体中两基因的显隐关系； (4) 利用两基因的“共性导率作图”。
第五节 细菌的转化与转导作图
× 加链霉素
Bthr-leu-thi-strs ↓
基本培养基+str: 出现菌落
基本培养基+str: 没出现菌落
2 结果得出结论:
(1) E.coli有相当于高等生物的性别?
(2) E.coli的遗传物质是由♂→♀单向传递的。
2. F因子及其转移
F因子、致育因子、F质粒、性因子、附加体
质粒(plasmid): 指任何染色体以外的稳定遗 传的遗传结构。
细 菌 重 组 的 特 点
第三节 中断杂交与重组作图
➢一．中断杂交实验原理 基因从Hfr细胞按次序转入F-细胞，可 根据基因进入F-细胞的时间和次序制 作基因图谱。
Wollman和Jacob于1954年在大肠杆菌 中曾进行了以下杂交实验。
中断杂交实验
➢二．中断杂交作图
选出的thr+leu+strr重组中非选择标记与结合时间作图
第六章 细菌的遗传分析 （3学时）
廊坊师范学院生命科学学院 遗传学教研室
第一节 细菌的细胞和基因组
➢细菌的细胞
Bacteria Have Circular
Chromosomes
Cell Wall
Cell Membrane
Chromosome
Origin of Replication
Cytoplasm
几种可能解释及其分析
对上述试验结果原养型菌落可能产生于： 亲本细菌A或B发生了回复突变； 两品系细胞通过培养基交换养料——互养 作用； 两品系间发生了转化作用； 发生细胞融合，形成了异核体或杂合二倍 体。
为了验证这些原养型菌落产生的可能而进 行的研究最终表明：这些解释均不成立。
1950 年 B.Dawis的U型 管试验:
LT22是携带了P22原噬菌体的溶源性细菌， LT2是对P22敏感的非溶源性细菌。
转导：以噬菌体作为媒介，把一个细菌（供 体）的遗传物质转移到另一细菌（受体）， 中进行基因重组的过程叫转导。 转导分为普遍性转导和局限性转导两类。
2、普遍性转导
普遍性转导：供体细菌的任何一个基因都可能 被转移，且几率相等，这种转导为普遍性转导。 转导颗粒：将细菌染色体片段包装在噬菌体蛋 白质外壳内而产生的假噬菌体（不包含噬菌体 的遗传物质）。
根据中断杂交实验结果，确定基因间的图 距（单位为时间min）
E.coli 染色体为环形
➢三. 重组作图
在中断杂交中，根据基因转移的先后次序， 以时间为单位求出各基因间的距离，叫做时 间作图法。如果基因间转移的时间在两分钟 以内，用这种方法求得的基因间距离就不很 精确可靠，它为重组作图提供某些基因之间 连锁关系及其前后次序的依据。