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1、细菌的遗传分析 第1页，此课件共48页哦第一节第一节 细菌的细胞和染色体细菌的细胞和染色体第二节第二节 大肠杆菌的突变型及筛选大肠杆菌的突变型及筛选第三节第三节 细菌的杂交和性别细菌的杂交和性别第四节第四节 中断杂交与重组作图中断杂交与重组作图第五节第五节 F因子和性导因子和性导第第六六节 转化与化与转导作图转导作图第2页，此课件共48页哦第一节第一节 细菌的细胞和染色体细菌的细胞和染色体一、一、细菌的细胞：细菌的细胞：真核生物（真核生物（eukaryotes)细胞有细胞核，进行减数分裂和有丝分裂；细胞有细胞核，进行减数分裂和有丝分裂；细菌是原核生物（细菌是原核生物（prokaryotes)，
2、没有细胞核，不进行减数分裂，没有细胞核，不进行减数分裂和有丝分裂。而是简单地复制和一分为二。和有丝分裂。而是简单地复制和一分为二。细胞壁细胞壁(cell wall)细胞膜细胞膜(plasma membrane)拟核拟核(Nucleoid)性纤毛性纤毛(pili)核糖体核糖体(Ribosome)鞭毛鞭毛(Flagella)细菌染色体的着膜复制细菌染色体的着膜复制第3页，此课件共48页哦二、细菌的染色体：二、细菌的染色体：细菌为单倍体，其染色体为环形双链细菌为单倍体，其染色体为环形双链DNA分子，分子，不形成核小体结构。（不形成核小体结构。（P146图）图）三、细菌是遗传学研究的好材料：三、细菌是
3、遗传学研究的好材料：1.结构简单；结构简单；2.世代时间短；世代时间短；3.后代个体多；后代个体多；4.各种突变类型多。各种突变类型多。第4页，此课件共48页哦第二节第二节 大肠杆菌的突变型及筛选大肠杆菌的突变型及筛选一、大肠杆菌的突变类型一、大肠杆菌的突变类型:1.合成代谢功能突变型合成代谢功能突变型（anabolic functional mutant):基本培养基基本培养基 完全培养基完全培养基营养缺陷型（营养缺陷型（auxotroph)野生型（野生型（wild type)缺陷型（缺陷型（deficient)原养型（原养型（prototroph)Met-甲硫氨酸突变型甲硫氨酸突变型 Me
4、t+Thi-硫胺突变型硫胺突变型 Thi+Pur-嘌呤突变型嘌呤突变型 Pur+第5页，此课件共48页哦2.分解代谢功能突变型分解代谢功能突变型（catabolic functional mutant):lac-乳糖突变型，乳糖突变型，野生型为野生型为lac+3.抗性突变型（抗性突变型（resistance mutant):Strr（Str-）抗链霉素突变型）抗链霉素突变型,Strs（Str+）链霉素敏感型）链霉素敏感型Penr（Pen-）抗青霉素突变型）抗青霉素突变型,Pens（Pen+）青霉素敏感型）青霉素敏感型T1r 抗抗T1噬菌体，噬菌体，T1s 对对T1噬菌体敏感噬菌体敏感第6页，此
5、课件共48页哦二、二、突变型筛选：突变型筛选：1.根据菌落特点筛选：如根据菌落特点筛选：如Lac-突变菌株在伊红突变菌株在伊红-美蓝培养基美蓝培养基（EMB）上形成白色或粉红色菌落，而）上形成白色或粉红色菌落，而lac+菌落为有金菌落为有金属光泽的紫色菌落。属光泽的紫色菌落。2.抗性突变型的筛选：将细菌涂布在含有某种抗生素或噬抗性突变型的筛选：将细菌涂布在含有某种抗生素或噬菌体的培养基上，能形成菌落的就是抗性突变菌株。菌体的培养基上，能形成菌落的就是抗性突变菌株。3.营养缺陷型的筛选：用印迹法营养缺陷型的筛选：用印迹法(replica-plated method)把在把在完全培养基上生长的菌落
6、影印到基本培养基上，鉴别出不完全培养基上生长的菌落影印到基本培养基上，鉴别出不能生长的克隆。再把它们转移到含有单一营养物质的培养能生长的克隆。再把它们转移到含有单一营养物质的培养基上，判定该突变型需要哪一种营养物质。基上，判定该突变型需要哪一种营养物质。第7页，此课件共48页哦第三节第三节 细菌的杂交和性别细菌的杂交和性别（大肠杆菌的性别）（大肠杆菌的性别）一、细菌的杂交一、细菌的杂交 二、二、F因子和高频重组因子和高频重组 三、三、细菌重组的特点细菌重组的特点第8页，此课件共48页哦 一、细菌的杂交一、细菌的杂交 （3个经典实验）个经典实验）1.菌株菌株A:met-bio-thr+leu+t
7、hi+（需甲硫氨酸和生物素）（需甲硫氨酸和生物素）菌株菌株B:met+bio+thr-leu-thi-（需苏氨酸，亮氨酸和硫胺）（需苏氨酸，亮氨酸和硫胺）A B完全液体培养基完全液体培养基基本固体培养基平皿基本固体培养基平皿 出现若干原养型菌落，出现若干原养型菌落，频率为频率为10-7第9页，此课件共48页哦）2.U形管实验形管实验第10页，此课件共48页哦 3.菌株菌株A:met-thr+leu+thi+（需甲硫氨酸）（需甲硫氨酸）菌株菌株B:met+thr-leu-thi-（需苏氨酸，亮氨酸和硫胺）（需苏氨酸，亮氨酸和硫胺）A Strs B Strr 出现原养型菌落出现原养型菌落 A St
8、rr B Strs 不出现原养型菌落不出现原养型菌落 说明菌株说明菌株A和和B在杂交中的作用不同，在杂交中的作用不同，A为遗传物质的供体为遗传物质的供体(donor)，相，相当于雄性；而当于雄性；而B为受体为受体(recipient)，相当于雌性。，相当于雌性。含有链霉素的基含有链霉素的基本培养基本培养基第11页，此课件共48页哦二、二、F因子与高频重组因子与高频重组1.F因子（因子（F-factor)：又称性因子或致育因又称性因子或致育因子。它是能独立增殖的环状子。它是能独立增殖的环状DNA分子。分子。供体细菌：细胞质中具有供体细菌：细胞质中具有F因子（因子（F+，)。F+细菌表面有性伞毛细
9、菌表面有性伞毛(sex pili)，即，即F纤毛。纤毛。受体细菌：不含受体细菌：不含F因子因子(F-，)。第12页，此课件共48页哦F因子的结构因子的结构 配对区域(pairing region)致育基因(fertility gene)原点(origin)F因子因子由由3个区域组成：个区域组成：1)原点原点(origin)：转移的起点；：转移的起点；2)配对区域配对区域(pairing region)：与整合有关；：与整合有关；3)致育基因致育基因(fertility gene)：使细菌具有感染力，：使细菌具有感染力，其中有编码性纤毛的基因。其中有编码性纤毛的基因。第13页，此课件共48页哦2
10、.低频重组和高频重组低频重组和高频重组:(1)F因子的转移低频重组因子的转移低频重组F+lac+F-lac-F-lac-F+lac+F+lac+F+lac+a.F+细胞与细胞与F-细胞接触并结合，细胞接触并结合，形成细胞质桥形成细胞质桥(cytoplasm bridge)，即结合管，即结合管(conjugation tube)。b.F因子进行滚环复制，通过结因子进行滚环复制，通过结合管转移到合管转移到F-细胞。细胞。c.F-细菌转变成细菌转变成F+细菌。细菌。第14页，此课件共48页哦低频重组低频重组(low frequency recombination，Lfr)：F+与与F-之间的杂交只有
11、之间的杂交只有F因子的转移，因此尽管因子的转移，因此尽管F因子的转移频率因子的转移频率很高，但是供受体细菌染色体的重组频率却很低，约为很高，但是供受体细菌染色体的重组频率却很低，约为10-6，因此，因此F+品系称低频重组品系品系称低频重组品系(菌株菌株)。(P149图图A)F+F-F+（2）细菌基因的转移高频重组细菌基因的转移高频重组(P149图图B)高频重组高频重组(High frequency recombination，Hfr)：如果如果F因子整合到细菌染色体上，这种染色体上带有一个整合因子整合到细菌染色体上，这种染色体上带有一个整合的的F因子的品系，与因子的品系，与F-细胞结合后可将供
12、体染色体的一部分或全细胞结合后可将供体染色体的一部分或全部传递给部传递给F-受体，当供体和受体的等位基因带有不同的遗传标记时，受体，当供体和受体的等位基因带有不同的遗传标记时，可以观察到它们之间发生重组，重组频率可达到可以观察到它们之间发生重组，重组频率可达到10-2以上，称为高以上，称为高频重组品系（菌株）。频重组品系（菌株）。Hfr F-F-（重组型）（重组型）第15页，此课件共48页哦F因子特点因子特点F细菌可以把细菌可以把F因子传给后代；因子传给后代；F细菌经吖啶橙处理细菌经吖啶橙处理F因子丢失，丢失后不再出现；因子丢失，丢失后不再出现；F可以和可以和F杂交，给其复制后的杂交，给其复制
13、后的F因子，使因子，使F变为变为F；F F因子还可以改变细胞表面的构造，以防止因子还可以改变细胞表面的构造，以防止F细菌细菌间的接合；间的接合；Hfr 和和F杂交时，杂交时，F-受体很少得到完整的受体很少得到完整的F因子，因子，因此大多数重组子仍为因此大多数重组子仍为F-。第16页，此课件共48页哦三、细菌重组的特点三、细菌重组的特点真核生物真核生物：完全合子：完全合子原核生物原核生物：部分二倍体（部分合子），含有一个亲本的全部基：部分二倍体（部分合子），含有一个亲本的全部基因组和另一亲本的部分基因组。因组和另一亲本的部分基因组。外基因子：供体外基因子：供体Hfr提供的部分基因组；提供的部分基
14、因组；内基因子：受体内基因子：受体F-提供的完整基因组。提供的完整基因组。原核生物的遗传重组实质上原核生物的遗传重组实质上是指受体中插入来自供体的遗传性是指受体中插入来自供体的遗传性不同的不同的DNA片段，并把这种片段，并把这种DNA片段或它的复本整合为片段或它的复本整合为受体基因组的一部分。受体基因组的一部分。供体的外基因子供体的外基因子F-的内基因子的内基因子第17页，此课件共48页哦1.只有偶数次交换才能保证细菌染色体的完整性只有偶数次交换才能保证细菌染色体的完整性，产生平产生平衡的有活性的重组子衡的有活性的重组子；2.重组子只有一种类型，重组子只有一种类型，相反的重组子相反的重组子(r
15、eciprocal recombinant)不会出现不会出现。第18页，此课件共48页哦第四节第四节 中断杂交与重组作图中断杂交与重组作图一、中断杂交实验作连锁图：一、中断杂交实验作连锁图：Hfr F-Hfr:thr+leu+azis tons lac+gal+strsF-:thr-leu-azir tonr lac-gal-strr 混合培养混合培养,细菌开始杂交每隔一定时间取样，用搅拌器搅拌打断结细菌开始杂交每隔一定时间取样，用搅拌器搅拌打断结合管，使配对的细菌分开，中断杂交，稀释菌液。合管，使配对的细菌分开，中断杂交，稀释菌液。链霉素抗性半乳糖能否利用乳糖能否利用Tl 噬菌体抗性叠氮化钠
16、抗性亮氨酸合成能力苏氨酸合成能力 Hfr F-出现重组子菌落出现重组子菌落T1 azi lacThr leu 第19页，此课件共48页哦Hfr:thr+leu+azis tons lac+gal+strs F-:thr-leu-azir tonr lac-gal-strr 混合混合 完全培养基完全培养基 中断杂交中断杂交 一定时间一定时间 含含str的选择性培养基的选择性培养基 （基本培养基基本培养基+str）选择到的重组子：选择到的重组子：thr+leu+strr（选择标记）（选择标记）第20页，此课件共48页哦时间（分钟）时间（分钟）转移的基因转移的基因9 -9 azir 11 azir
17、tonr 18 azir tonr lac+24 azir tonr lac+gal+1)T=0：杂交开始；：杂交开始；2)T=8分钟内，无重组菌落出现；分钟内，无重组菌落出现；3)T=9分钟，出现少量叠氮化钠抗性菌落，但对分钟，出现少量叠氮化钠抗性菌落，但对T1噬菌体还是敏感的。说明噬菌体还是敏感的。说明azi r 基因已经进入基因已经进入F-细菌，而细菌，而tonr 基因尚未进入。基因尚未进入。4)T=11分钟时，开始出现对分钟时，开始出现对T1噬菌体有抗性的菌落（噬菌体有抗性的菌落（tonr）；）；5)T=18分钟时，出现能利用乳糖的菌落分钟时，出现能利用乳糖的菌落(lac+)；6)T=
18、25分钟时，出现能利用半乳糖的菌落分钟时，出现能利用半乳糖的菌落(gal+)。1.中断杂交实验结果中断杂交实验结果第21页，此课件共48页哦 0 8 8.5 9 11 18 25 thr leu Az T1 lac gal2.中断杂交技术作图中断杂交技术作图 根据供体基因进入受体细胞的时间顺序可以绘根据供体基因进入受体细胞的时间顺序可以绘制连锁图，这就是制连锁图，这就是中断杂交技术中断杂交技术（interrupted mating technique)。根据中断杂交绘制的基因连锁图，基因。根据中断杂交绘制的基因连锁图，基因距离的单位是分钟而不是厘摩。距离的单位是分钟而不是厘摩。第22页，此课件
19、共48页哦二、二、重组作图重组作图 当基因距离较近时，转移时间的间隔在两分钟之内，用中断当基因距离较近时，转移时间的间隔在两分钟之内，用中断杂交作图就不可靠，而必须用传统的重组作图杂交作图就不可靠，而必须用传统的重组作图(recombination mapping)与中断杂交技术相互对照和补充，提高作图精度。如与中断杂交技术相互对照和补充，提高作图精度。如根据中断杂交，知道根据中断杂交，知道lac比比ade先进入受体，距离约为先进入受体，距离约为1分钟，则分钟，则可进行以下杂交：可进行以下杂交：紫红色菌落：紫红色菌落：lac+ade+780（亲本型）（亲本型）白色或粉红色菌落：白色或粉红色菌落
20、：lac-ade+220（重组型）（重组型）Hfr:lac+ade+strs F-:lac-ade-strr混合作用混合作用60min在含链霉素的基本培养基上涂板在含链霉素的基本培养基上涂板只有重组子能够存活：只有重组子能够存活：F-:ade+strr 1000 影印到影印到EMB培养基上培养基上第23页，此课件共48页哦 1.重组子的产生重组子的产生Lac-ade+strrLac+ade+strrLac+ade+strs Lac-ade-strrLac-ade-strsLac+ade+strs Lac-ade-strrLac+ade-strs第24页，此课件共48页哦 2.重组频率的计算重组
21、频率的计算RFlac-ade =100%lac-ade+lac+ade+lac-ade+用重组频率（用重组频率（RF）所测得的基因距离与用中断杂）所测得的基因距离与用中断杂交技术以时间为单位的基因距离基本上是成正比的，大交技术以时间为单位的基因距离基本上是成正比的，大致是致是1分钟相当于分钟相当于20%重组值，即：重组值，即：1min=20cM =100%=22%=22cM 220 1000 第25页，此课件共48页哦第五节第五节 F因子和性导因子和性导一、一、F因子因子Hfr 准确切割准确切割 F因子因子Hfr 不准确切割不准确切割 F F因子因子(F-primer factor)：是一种新
22、的是一种新的F因子，是带有插因子，是带有插入细菌基因的环状入细菌基因的环状F因子，即因子，即带有部分供体的带有部分供体的F因子。因子。F因子的产生缘于一种错误因子的产生缘于一种错误的切割。的切割。由于各自携带的基因不同，由于各自携带的基因不同，从而可以形成不同的从而可以形成不同的F因子。因子。第26页，此课件共48页哦二、性导二、性导 利用利用F因子将供体细胞的基因导入受体形成部分二倍体的过程，因子将供体细胞的基因导入受体形成部分二倍体的过程，叫做叫做性导性导(sex-duction or F-duction)。F因子转移细菌基因不同于因子转移细菌基因不同于Hfr菌株：菌株：1.Hfr:thr
23、+leu+strs F-:thr-leu-strr 重组子：重组子：F-(thr+leu+strr)，不能将，不能将thr+leu+再转入其它再转入其它F-2.F:thr+leu+strs F-:thr-thr-strr 重组子：重组子：F(thr+leu+strr)，能与其它，能与其它F-杂交，并将杂交，并将thr+leu+转入其他转入其他F-，同时使其也具有，同时使其也具有F因子，成为因子，成为F+。第27页，此课件共48页哦三、三、三种致育因子的相互关系三种致育因子的相互关系三种致育因子三种致育因子F、F、Hfr的关系是：的关系是：1.有有F因子的细菌为因子的细菌为F+，没有，没有F因子
24、的为因子的为F-，具有致育因子（，具有致育因子（F,F或或Hfr）的菌株就是雄性菌株）的菌株就是雄性菌株(male strains)。2.F因子可以整合到细菌染色体上，形成因子可以整合到细菌染色体上，形成Hfr染色体。不同的染色体。不同的Hfr菌菌株是因为株是因为F因子的整合位点或方向不同。因子的整合位点或方向不同。3.F因子又可以从因子又可以从Hfr染色体上剪切下来，产生染色体上剪切下来，产生F因子。如果剪切不因子。如果剪切不准确而带有一段细菌染色体，则称为准确而带有一段细菌染色体，则称为F因子。因子。4.F因子很容易转移到因子很容易转移到F-细胞中，细胞中，F+F-F+，但是供体染色体但是
25、供体染色体的转移频率则很低的转移频率则很低，重组频率很低，重组频率很低。5.Hfr能以高频率把细菌染色体基因转移到能以高频率把细菌染色体基因转移到F-细菌中，却极少使细菌中，却极少使F-变为变为F+（因为（因为F因子位于因子位于Hfr染色体的最末端）；染色体的最末端）；6.F因子的性质介于因子的性质介于F+和和Hfr之间，即可转移自身，又可以转移细菌之间，即可转移自身，又可以转移细菌基因，但频率较低。基因，但频率较低。第28页，此课件共48页哦第第六六节 转化与化与转导作图转导作图 细菌的遗传重组细菌的遗传重组：实质上指受体中插入来自供体的：实质上指受体中插入来自供体的遗传性不同的遗传性不同的
26、DNA片断，并使其整合为受体基因片断，并使其整合为受体基因组的一部分。组的一部分。三种途径三种途径：接合接合：指通过供体与受体细胞之间的接触而传递：指通过供体与受体细胞之间的接触而传递DNA；转化转化：指游离的细菌：指游离的细菌DNA片段被吸收到不同的细菌细片段被吸收到不同的细菌细 胞（受胞（受体）内，并整合到受体的基因组中；体）内，并整合到受体的基因组中；转导转导：指一种细菌的：指一种细菌的DNA片段经过温和的或有缺陷的噬菌体传片段经过温和的或有缺陷的噬菌体传递给另一种细菌。递给另一种细菌。第29页，此课件共48页哦1944年，年，Avery证证实了这种转化因子实了这种转化因子就是就是DNA
27、。1928年年Griffith发现肺炎双球菌的肺炎双球菌的转化化现象。象。一、一、细菌的菌的转化化与作图与作图 第30页，此课件共48页哦有关概念有关概念：转化转化（transformation)transformation)：外源：外源DNADNA通过细胞吸收过程进通过细胞吸收过程进入细胞，并使其发生遗传改变的过程。入细胞，并使其发生遗传改变的过程。感受态感受态（competence)competence)：细胞具有吸收外源：细胞具有吸收外源DNADNA能力的生能力的生理状态。理状态。感受态细胞感受态细胞：能接受外源：能接受外源DNADNA分子而被转化的细菌细胞。分子而被转化的细菌细胞。感受
28、态因子感受态因子：在某一细菌群体中，只有极少数细胞是感：在某一细菌群体中，只有极少数细胞是感受态的，它们所含有促进转化作用的酶或蛋白质分子称受态的，它们所含有促进转化作用的酶或蛋白质分子称为感受态因子。为感受态因子。受体部位受体部位：受体细菌细胞壁并非在任何区域都允许外源：受体细菌细胞壁并非在任何区域都允许外源DNADNA通过，而只是在特殊区域形成临时性通道。通过，而只是在特殊区域形成临时性通道。第31页，此课件共48页哦转化过程：转化过程：(1).双链双链DNA分子和细胞表面受体部位可逆性的结合；分子和细胞表面受体部位可逆性的结合；(2).供体供体DNA片段被吸收入受体细胞；片段被吸收入受体
29、细胞；(3).侵入受体细胞的供体双链侵入受体细胞的供体双链DNA转变为单链形式，其中转变为单链形式，其中一条链被降解；一条链被降解；(4).未被降解的一条单链未被降解的一条单链DNA部分地或整个地插入受体细胞部分地或整个地插入受体细胞的的DNA链中，与同源区段形成杂合的链中，与同源区段形成杂合的DNA分子；分子；(5).杂合的杂合的DNA复制以后，形成一个亲代类型（受体）的复制以后，形成一个亲代类型（受体）的DNA和一个供体与受体（重组类型）和一个供体与受体（重组类型）DNA结合的杂种双结合的杂种双链链DNA，从而导致基因重组形成各种类型的转化子。，从而导致基因重组形成各种类型的转化子。第32
30、页，此课件共48页哦3.确定连锁关系：确定连锁关系：通过转化时通过转化时DNA浓度降低时的转化频率的改变，判浓度降低时的转化频率的改变，判断基因之间的关系：断基因之间的关系：A与与B连锁（位于同一连锁（位于同一DNA片段）：则片段）：则DNA浓度降低时，浓度降低时，A、B同时转化频率的下降程度与同时转化频率的下降程度与A或或B各自转化频率下降各自转化频率下降程度相等；程度相等；A与与B不连锁（位于不同不连锁（位于不同DNA片段）：则片段）：则DNA浓度降低浓度降低时，时，A、B同时转化频率的下降程度远超过同时转化频率的下降程度远超过A或或B各自转各自转化频率的下降程度。化频率的下降程度。第33
31、页，此课件共48页哦4.转化作图：转化作图：第34页，此课件共48页哦 对于细菌的转化，其基因重组仍发生在供体对于细菌的转化，其基因重组仍发生在供体与受体同源区域之间，只有偶数交换才能形成重与受体同源区域之间，只有偶数交换才能形成重组子，相反的重组子不出现。组子，相反的重组子不出现。3个基因的连锁图如下：个基因的连锁图如下：第35页，此课件共48页哦二二、转导与作图导与作图（一）转导现象的发现（一）转导现象的发现 实验实验1：沙门氏菌：沙门氏菌LT22 phe-trp-tyr-his+LT2 phe+trp+tyr+his-基本培养基基本培养基 无菌落无菌落 有菌落生成有菌落生成 无菌落无菌落
32、结果：与结果：与E.Coli的接合实验吻合。的接合实验吻合。第36页，此课件共48页哦实验实验2：U型管实验型管实验A:Phe-trp-tyr-his 与与B:Phe trp tyrhis-结果：不同于结果：不同于E.Coli的接合重组，不是通过细胞结合，而的接合重组，不是通过细胞结合，而 是通是通过过一种一种可滤性因子可滤性因子(FA)实现的。实现的。第37页，此课件共48页哦可滤性因子可滤性因子(FA)的特性的特性FA与沙门氏菌的温和噬菌体与沙门氏菌的温和噬菌体P22在生物学特性上的一致性：在生物学特性上的一致性：(1)P22的侵染力与的侵染力与FA的遗传力均可被脱氧核糖核酸酶和胰的遗传力
33、均可被脱氧核糖核酸酶和胰蛋白酶破坏蛋白酶破坏；(2)用抗用抗P22或用加热处理均可使或用加热处理均可使P22的侵染力和的侵染力和FA的遗传的遗传能力失活，并且失活速率相同能力失活，并且失活速率相同；(3)用抗用抗P22的菌株作亲本进行上述混合培养，的菌株作亲本进行上述混合培养，FA丧失侵丧失侵染能力，不能出现重组体染能力，不能出现重组体；(4)P22和和FA在大小和质量上相同。在大小和质量上相同。证明了证明了FA即为即为P22。第38页，此课件共48页哦（二）转导（二）转导 转导转导(transduction):以病毒（噬菌体）作为载以病毒（噬菌体）作为载体将细菌的染色体片段或基因从一个细菌转
34、移到体将细菌的染色体片段或基因从一个细菌转移到另一个细菌。另一个细菌。供体供体A 受体受体B1.普遍性转导普遍性转导(generalized transduction)：供体：供体（细菌）染色体中所有基因具有同等机会被（细菌）染色体中所有基因具有同等机会被转导噬菌体导入受体细菌中，即噬菌体携带转导噬菌体导入受体细菌中，即噬菌体携带供体染色体片段是完全随机的。供体染色体片段是完全随机的。噬菌体噬菌体第39页，此课件共48页哦（1）机制：）机制：第40页，此课件共48页哦(2)共转导：共转导：共转导共转导(cotransduction)：两个基因同时被：两个基因同时被转导的现象称共转导，或并发转导
35、。转导的现象称共转导，或并发转导。如果两个基因共转导的频率越高，则基因连锁越紧如果两个基因共转导的频率越高，则基因连锁越紧密；反之，共转导频率越低，则基因距离越远。密；反之，共转导频率越低，则基因距离越远。据此可用于细菌染色体的基因作图。据此可用于细菌染色体的基因作图。普遍性转导的频率较低，约为普遍性转导的频率较低，约为10-5，两个基因同时转，两个基因同时转导的频率则更低，仅有导的频率则更低，仅有10-5 10-5=10-10。第41页，此课件共48页哦利用并发转导频率判断基因之间的顺序：利用并发转导频率判断基因之间的顺序：3次双因子转导，结果如下：次双因子转导，结果如下：a、b共转导频率高
36、共转导频率高a、c共转导频率高共转导频率高 b a cb、c共转导频率低共转导频率低第42页，此课件共48页哦例例1：三因子转导：三因子转导 供体供体 thr+leu+azs 受体受体 thr-leu-azr选择性标记基因选择性标记基因 非选择性基因非选择性基因 leu+50%azs 2%thr+thr+3%leu+0%azs thr az leu thr leu az thr leu az 第43页，此课件共48页哦例例2：P1噬菌体噬菌体 供体供体C+A+F+受体受体 C-A-F-得到转导子类型如下（得到转导子类型如下（C+为选择标记性基因）：为选择标记性基因）：(P161)C+A+F+3
37、6 36 C+A+F-114 114 C+A-F+0 0 C+A-F-453 453 603 603共转导频率共转导频率(C-A)=(36+114)/603=0.25(C-A)=(36+114)/603=0.25共转导频率共转导频率(C-F)=(36+0)/603=0.06(C-F)=(36+0)/603=0.06 C A F C A F注意：若两基因紧密连锁，很可能一起被转导，共转导频率接近注意：若两基因紧密连锁，很可能一起被转导，共转导频率接近1 1；若两基因距离远，则很难同时包含在同一转导的若两基因距离远，则很难同时包含在同一转导的DNADNA片段中，片段中，共转导共转导频率接近频率接近
38、0 0。第44页，此课件共48页哦附：附：两基因的物理图距两基因的物理图距d=L(1-3 x)或或 x=(1-d/L)3d：同一染色体上两基因间图距；：同一染色体上两基因间图距；L：转导：转导DNA的平均长度（约一个噬菌体基因组大小）；的平均长度（约一个噬菌体基因组大小）；x：两基因共转导频率：两基因共转导频率（3）流产转导：）流产转导：转导噬菌体虽将供体基因导入受体，但导入的野生型基转导噬菌体虽将供体基因导入受体，但导入的野生型基因约有因约有90%并未重组到受体染色体中，因此也不能复制。这并未重组到受体染色体中，因此也不能复制。这种现象称为种现象称为流产转导流产转导。（。（P162图）图）第
39、45页，此课件共48页哦练习练习：用：用 P1进行普遍性转导，供体菌进行普遍性转导，供体菌pur+nad+pdx-，受体菌，受体菌pur-nad-pdx+。转导后选择到具有。转导后选择到具有pur+的转导子，然后在的转导子，然后在100个个pur+转导子中鉴定其它供体菌基因型，结果如下：转导子中鉴定其它供体菌基因型，结果如下：基因型基因型 菌落数菌落数nad+pdx+1nad+pdx-24nad-pdx+50nad-pdx-25 100问：问：purpur和和nadnad的共转导频率；的共转导频率；purpur和和pdxpdx的共转导频率；的共转导频率；哪个非选择性座位最靠近哪个非选择性座位最
40、靠近purpur？nadnad和和pdxpdx在在purpur的同侧，还是两侧？的同侧，还是两侧？第46页，此课件共48页哦2.局限性转导局限性转导(restricted transduction)：指噬菌体只能转：指噬菌体只能转导供体细菌染色体中的特定基因，又称特异性转导导供体细菌染色体中的特定基因，又称特异性转导(specialized transduction)。例如例如 噬菌体专门转导噬菌体专门转导E.Coli的的gal或或bio基因。基因。(1)噬菌体：噬菌体：1）是一种附加体）是一种附加体(episome)，其有特定的附着位点，其有特定的附着位点attP(宿主的整宿主的整合位点合位点attB)；2）整合整合后使细菌成为溶源性细菌，噬菌体成为原噬菌体；后使细菌成为溶源性细菌，噬菌体成为原噬菌体；3）attB位点一边是位点一边是gal基因，另一边是基因，另一边是bio基因；基因；4）在紫外线诱导下，原噬菌体从细菌染色体上环出时，偶尔带有附）在紫外线诱导下，原噬菌体从细菌染色体上环出时，偶尔带有附近的宿主细菌基因，包装形成局限性转导颗粒近的宿主细菌基因，包装形成局限性转导颗粒 dgal或或 dbio，并，并将细菌基因（将细菌基因（gal或或bio）由供体转移至受体细菌，产生）由供体转移至受体细菌，产生转导子转导子。第47页，此课件共48页哦返回返回第48页，此课件共48页哦