微生物技术 基因突变和诱变育种 10接合.pptx

（三）接合定义：供体菌（“雄”）通过其性菌毛与受体菌（“雌”）相接触，前者传递不同长度的DNA给后者，并在后者细胞中进行双链化或进一步与核染色体发生交换、整合，从而使后者获得供体菌的遗传性状的现象，称为接合。（通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程。）通过接合而获得新性状的受体细胞就是接合子（conjugant）。中间平板上长出的原养型菌落是两菌株之间发生了遗传交换和重组所致！接合过程需要细胞间的直接接触的“U”型管实验（ Bernard Davis，1950 ）存在范围：细菌：G– 较为多见如E. coli、Salmonella（沙门氏菌属）、Shigella（志贺菌属）、Serratia（沙雷氏菌属）、Vibrio （弧菌属）、Azotobacter（固氮菌属） 、Klebsiella（克雷伯氏菌属)和Pseudomonas等最为常见。放线菌：Streptomyces （链霉菌属）、Nocardia（诺卡氏菌属）。接合还可发生在不同属的菌种之间，如E. coli与Salmonella typhimurium（鼠沙门氏菌）之间或S. typhimurium与Shigella dysenteriae(痢疾）之间。E. coli的四种类型① F– （“雌性”）菌株：细胞中不含有F因子，细胞表面不具有性菌毛。可以通过与F+、F’或Hfr菌株接合而接受供体菌的F因子、 F’因子或Hfr菌株的部分或全部遗传信息，相应地可以转变成F+菌株、 F’菌株或重组子。据估计，从自然界分离到的2000株E. coli中约有30%是F–菌株。F+× F–F++ F＋ ② F+（“雄性”）菌株：细胞内含有（1~4个）游离的F因子，细胞表面存在与F因子数目相当的性菌毛。与F– 相接触时，可通过性菌毛将F因子转移到F– 细胞中，使之也变成F+菌株。 F因子以很高的频率传递，但含F因子的宿主细胞的染色体DNA一般并不被转移。接 合接合的一般过程Hfr× F– Hfr + F– （在大多数情况下）Hfr× F– Hfr + Hfr （在极少数情况下） ③Hfr菌株：含有与染色体特定位点整合的F因子（游离态→整合态）。与F–菌株接合时，引起转性的频率最低，但可以出现各种重组子。接合中断试验与染色体图：接合中断试验：由Wollman和Jacob首创（1955），首先认识了原核微生物染色体的环状特性。原理：接合试验的DNA转移过程存在着严格的顺序性，在接合进行中采用定时人为中断的方法，可以获得呈现不同数量 Hfr 性状的 F– 接合子，据此，可以选定几种有特定整合位点的 Hfr 菌株，使之与F–菌株进行接合，并在不同时间使其中断，最后，根据F–中出现Hfr菌株中各种形状的时间顺序（分钟），可以绘出较为完整的环状染色体图。到1983年E. coli染色体上已定位1027个基因。abcde接合中断试验Hfr中F因子的整合、断裂和转移④F′菌株：细胞中含有游离的、带小段染色体基因的环状F因子，可与F– 菌株接合，使其成为F′菌株。F′菌株的形成：由Hfr菌株中的F因子在不正常切离而脱离核染色体组时所形成，并因此造成细胞染色体发生缺失。由Hfr异常释放所生成的F’菌株，称为初生F’菌株；由F–接受外来F′因子所产生的F′叫作次生F′细胞；F’因子转导（F-duction）由F’因子来传递供体基因的方式，称为F因子转导、性导（sexduction）或F因子媒介的转导（F-mediated transduction）。因为F因子可在细菌的染色体多位点整合，所以F因子转导可实现不同基因的转移和重组。F′× F–F′ + F′图 ：初生F’菌株和次生F’菌株的由来F因子的存在方式F+（“雄性”）菌株：含有1~4个F因子，细胞表面存在与F因子数目相当的性菌毛。与F– 相接触时，可通过性菌毛将F因子转移到F– 细胞中，使之也变成F+菌株。接合时F因子的传递过程F– （“雌性”）菌株：不含有F因子，细胞表面没有性菌毛。可以通过与F+、F’或Hfr菌株接合而接受供体菌的F因子、 F’因子或Hfr菌株的部分或全部遗传信息，相应地可以转变成F+菌株、 F’菌株或重组子。据估计，从自然界分离到的2000株E. coli中约有30%是F–菌株。Hfr（高频重组，high frequency recombination）菌株：F因子以附加体形式存在于细胞核染色体组的特定位点上，当其与F–菌株发生接合时，Hfr染色体双链中的一条单链在F因子处发生断裂，F因子位于线状单链DNA的两端，整段单链线状染色体从5’端开始等速进入F–细胞，在没有外界干扰的情况下，全部转移完成需要约100分钟。常常在转移之间发生中断，F因子位于线状DNA的末端，进入受体细胞的机会极少，故这种接