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北京科技大学
环境工程
微生物学
李冰副教授
基因重组
基因重组
将两个性状不同的个体的DNA融合，使基因重新组合，导致发生遗传变异，
产生新品种，称为基因重组。
真核微生物-主要在有性繁殖过程中发生，如有性杂交；
原核微生物-转化、接合、转导、原生质体融合。
基因编辑技术
转化（transformation）
⚫供体的DNA片段（可在自然条件下产生）进入受体细胞内发生重组，受体细
胞获得供体细胞的一部分遗传特性。
⚫无需细胞接触。细菌、放线菌、真菌中有转化现象。
细菌转化过程：
（1）感受态细胞的出现；
（2）DNA的吸附；
（3）DNA进入细胞内；
（4）DNA解链，形成受体DNA-供体DNA复合物；
（5）DNA复制和分离。
感受态细胞的出现是关键！CaCl处理
2
质粒转化是基因工程中最常用的人工DNA转化。
如荧光细菌构建
转导（transduction）
⚫通过温和噬菌体的媒介作用，把供体细胞内特定的基因(DNA片段)携带至受
体细胞中，使后者获得前者部分遗传性状的现象称为转导。包括完全转导和
局部转导。
（1）完全转导
噬菌体进入供体细胞宿主的核染色体被切断
成熟与包装之际错误携带宿主部分DNA的噬菌
体（假噬菌体）（完全缺陷噬体）
与受体接触感染
转导（transduction）
（2）局部转导
由部分缺陷的温和噬菌体把少数特定的基因携带到受体菌中，并获
得转导的现象。
转导实验
a.用真空泵连接U形管两端。
b.管的右臂放溶原性细菌LA-22(受体)，左臂放
敏感细菌LA-2(供体)，管的中间由烧结玻璃滤
板隔开，它只允许温和噬菌体通过。
c.用真空泵交替吸引，使两端的液体来回流动。
接合（conjugation）
⚫当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）
转移至另一细胞（细菌）的DNA转移。
⚫大肠杆菌的接合是通过性纤毛（中空）进行的。
⚫F因子、降解性质粒可通过此形式传递。
质粒育种举例
多功能超级细菌的构建
把降解芳烃、萜烃、多环芳烃的质粒转移到能降解脂烃的假单
胞菌体内，结果得到了同时降解4种烃类的超级菌。
它能把原油中约2／3的烃消耗掉。与自然菌种相比其降解速率
快。自然菌种要花一年多才能将海上浮油分解完全，而超级细菌
只要几小时就分解完全。
解芳烃质粒解萜烃质粒解多环芳烃质粒
解脂烃质粒
多质粒超级菌
染色体
抗生素耐性基因的传播方式
原生质体融合（protoplastfusion）
⚫通过人为的方法使两个遗传性状不同的细胞的原生质体发生融合，得到同时
具有双亲性状的、遗传稳定的融合子（fusion），该过程称原生质体融合。
⚫该技术是在20世纪70年代后期才发展起来的一种更有效、简便的遗传物质转
移手段，尤其是在不具有接合作用的菌株之间。
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