第八章基因重组和杂交育种.pptx

第三节 基因重组和杂交育种;　　凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子间的重新组合，形成新遗传型个体的方式，称为基因重组（gene recombination）或遗传重组（genetic recombination），简称重组。;重 组;; 基因重组是杂交育种的理论基础。在方向性还是自觉性方面，比诱变育种前进了一大步。且可消除某一菌株在经过长期诱变处理后所出现的产量上升缓慢的现象，因此，它是一种重要的育种手段。 ;一、原核生物的基因重组;　　受体菌（recipient cell，receptor）直接吸收供体菌（donor cell）的DNA片段而获得后者部分遗传性状的现象，称为转化或转化作用。;自然遗传转化（natural genetic transformation）;原核生物 Streptococcus pneumoniae（肺炎链球菌）、 Haemophilus（嗜血杆菌属）、 Bacillus（芽孢杆菌属）、 Neisseria（奈瑟氏球菌属）、 Rhizobium（根瘤菌属）、 Staphylococcus（葡萄球菌属）、 Pseudomonas（假单胞菌属）、 Xanthomonas（黄单胞菌属）等。;真核微生物 Saccharomy cescerevisiae（酿酒酵母）、 Neu-rosporacrassa（粗糙脉孢菌）、 Aspergillusniger（黑曲霉）等。;3. 感受态（competence）;自然感受态 是细胞一定生长阶段的生理特性，受细菌自身的基因控制；;感受态受遗传控制，但也存在个体差异。 感受态出现的时间不同； 感受态细胞所占比例和维持时间不同； 外界环境因子如腺苷酸（cAMP）及Ca2＋等对感受态也有重要影响。;调节感受态的一类特异蛋白称感受态因子。;4. 转化因子（transforming principle）;转化的频率通常为0.1％～1.0％，最高为20％。能发生转化的最低DNA浓度极低，为化学方法无法测出的1×10－5mg／mL（即1×10－11g／mL ）。;　　;目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能力;枯草芽孢杆菌的自然转化过程（革兰氏阳性菌的转化模型）;strR，存在抗链霉素的基因标记;自然转化过程的特点：;提高质粒的自然转化效率的二种方法： 1）使质粒形成多聚体，这样进入细胞后重新组合成有 活性的质粒的几率大大提高； 2）在质粒上插入受体菌染色体的部分片段，或将质粒转化进含有与该质粒具有同源区段的质粒的受体菌——重组获救。;（2）人工转化;　　指用提纯???病毒核酸（DNA或RNA）去感染其宿主细胞或其原生质体，可增殖出一群正常病毒后代的现象。;噬菌体DNA被感受态细胞摄取并产生有活性的病毒颗粒;转染;（二）转导（transduction）;由噬菌体介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种方式： 一个细胞的DNA 通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中;细菌转导的二种类型：;1.普遍转导（generalized transduction） ;（1）完全普遍转导;Salmonella typhimurium（鼠伤寒沙门氏菌） 的野生菌株;转导模型;;S.typhimurium的P22噬菌体、 E.coli的P1噬菌体、 Bacillus subtilis的PBS1和SP10等噬菌体 都能进行完全普遍转导。;（2）流产普遍转导;受体菌;特点：在选择培养基平板上形成微小菌落;普遍性转导的三种后果：;2.局限转导（specialized transduction， restricted transduction）;特点： ① 只局限于传递供体菌核染色体上的个别特定基因，一般为噬菌体整合位点两侧的基因； ② 该特定基因由部分缺陷的温和噬菌体携带； ③ 缺陷噬菌体的形成方式是由于它在脱离宿主染色体过程中，发生低频率（～10-5）“误切”（不正常切离，abnormal excesion）或由于双重溶源菌的裂解而形成；④ 局限转导噬菌体的产生要通过UV等因素对溶源菌的诱导并引起裂解后才产生。 ;局限转导;温和噬菌体感染;缺陷噬菌体在宿主细胞内能够象正常的λDNA分子一样进行复制、包装，提供所需要的裂解功能，形成转导颗粒。 但没有正常噬菌体的溶源性和增殖能力，感染受体细胞后，通过DNA整合进宿主染色体而形成稳定的转导子。;3.溶源转变（lysogenic conversion）;溶源转变与转导的不同？;（三）接合（conjugation，mating）;1946年，Joshua Lederberg 和Edward L.Taturm 细菌的多重营养缺陷型杂交实验;;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！;大肠杆菌的接合机制;F