第七章细菌和噬菌体的重组和连锁(整章包括图片和文稿).pptVIP

第七章 细菌和噬菌体的重组和连锁 基本知识 细菌是单细胞，它的遗传物质是一个大型的环状核酸分子，称之为基因带，也可称为染色体。 若细菌丧失产生某种营养物质（如氨基酸）的能力就称为营养缺陷型，相对于缺陷型的野生菌株叫原养型。 病毒的结构是由蛋白质外壳和包裹在中间的一个单一的核酸分子（可称基因带或染色体）组成。 例如：细菌的基因组 One circular chromosome (4-5Mb) 7.1 细菌的遗传分析 细菌的杂交 以大肠杆菌为例，大肠杆菌K12中两个菌株A和B，菌株A是供体，含有F因子（F质粒），记作F+，菌株B是受体，没有F因子，记作F-。F因子又称性因子或致育因子，它是能独立增殖的环状DNA分子。 F+细菌的表面有称作性伞毛的细长纤毛。当F+细菌与F-细菌结合时，F因子通过性伞毛从F+细菌转移到F-细菌，原来的细菌还仍为F+。不过染色体很少通过结合而转移到F-细菌，所以染色体上的基因的重组频率很低。 细菌接合 杂交实验 Lederberg 和 Tatum 1946 细菌接合 遗传物质的单方向转移 Hayes实验 A: met- thr+ leu+ thi+ B: met+ thr- leu- thi- donor receptor F 因子（F 质粒） F因子特点 F＋细菌可以把F因子传给后代。 F＋细菌经吖啶橙处理F因子丢失，丢失后不再出现。 F＋可以和F－杂交，而不能和F＋杂交。 F＋和F－杂交后代皆为F＋，而且可以以10－7频率获得重组体后代。 High frequence recombination（图示 F因子整合到细菌染色体的过程） Hfr与F-的接合（示：细菌的交换过程） Hfr品系与F＋菌株的区别 相同 1、都能和F－杂交。 2、杂交都要通过接合管和受体菌相联接。 3、高剂量链霉素处理后都不影响杂交，说明它们都是作为一种供体。 不同 1、产生重组子频率不同，Hfr×F－为10－4，F＋×F－为10－7。 2、 F＋×F－后代F＋， Hfr×F－后代F－。 3、 F＋细菌经吖啶橙处理变成F－，Hfr经吖啶橙处理仍为Hfr。 图示：细菌基因的交换 三点测交绘制基因图谱 F ?因子（ F ?质粒）是带有部分细菌染色体的F因子。Hfr通过交换，可以形成带有部分细菌染色体的F ?因子，而F ?因子又可通过交换整合到细菌染色体上的原来位置，回复到以前的Hfr状态。 F ?因子连同它所带有的部分细菌染色体可一起转移到F-细胞，并形成部分二倍体。这一特性叫做性导。 F ?因子转移到F-细胞的转移速率近于F因子。但它把细菌染色体转移过去的效率比Hfr低得多。不过Hfr的致育因子（F因子）极少进入F-细胞。 F ? 质粒 F ?和F因子 F ?品系转变成Hfr品系的频率要高于F＋品系。 F ?变成Hfr时F ?因子整合到相同位点上，而F＋变成Hfr时可整合到不同位点。 F ?×F－高频传递特定的基因，形成部分二倍体，而F＋×F－产生F＋但不转移任何基因，或以10－7将宿主的基因转移，所转移的基因是不同的。 Hfr ×F－将宿主的基因按顺序转入受体，产生重组子频率较高，为10－４。但受体仍为F－。 F＋，Hfr，F?的接合对照 利用Hfr菌株，根据中断杂交试验和基因重组试验及其它基因定位试验的结果，已绘制出的E.coli K12的环状染色体图。 7.2 噬菌体的遗传分析 烈性噬菌体：噬菌体侵染细菌后，把宿主菌的生物合成装置接收过来，合成更多的噬菌体，最后使细菌细胞烈解并释放出很多子代噬菌体。这种使宿主菌烈解的噬菌体叫烈性噬菌体。如T2噬菌体。 温和噬菌体：噬菌体侵染细菌后，细菌好象未被感染一样能继续增殖。如不经诱导宿主菌不发生烈解，这种噬菌体叫温和噬菌体。这种现象叫溶源性，这样的细菌叫溶源性细菌或溶源菌。如P22、P1和λ噬菌体。 噬菌体的繁殖 噬菌斑的鉴定（噬菌体遗传特性的鉴定） 一个噬菌斑中的噬菌体在遗传上是均一的，相当于一个克隆。由于噬菌体的基因型不同，噬菌斑可以是大的或小的，边缘清晰的或模糊的；另外噬菌体的宿主范围（host range）也可能不同，有些噬菌体可以侵染和裂解某些细菌但不能侵染和裂解另外一些细菌，根据这些就可以鉴定噬菌体遗传特性。 T2突变型的两点测交 T2突变型r-：快速溶菌，大界限分明噬菌斑 野生型r+：缓慢溶菌，小溶菌斑 寄主范围突变型h-：能感染E. Coil品系1、品系2。感染E. Coil品系1、品系2共培养，透明噬菌斑 野生型h+：只能感染E. Coil品系1。感染E. Coil品系1、品系2共培养，半透明噬菌斑 T2突变型的两点测交