复旦大学：《微生物学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 微生物的遗传变异和育种（2/2）第三节 基因重组和杂交育种 第四节 基因工程 第五节 菌种的衰退、复壮和保藏

微生物学 第七章微生物的遗传变异和育种(2) 复旦大学 2018-11-27

微生物学 第七章 微生物的遗传变异和育种（2） 复旦大学 2018-11-27 1

第三节基因重组和杂交育种 本节重点:三种基因水平转移方式及其应用

第三节 基因重组和杂交育种 本节重点：三种基因水平转移方式及其应用 2

基因的水平转移: 遗传物质 个体A 个体B 通过基因的重组可使后者(个体B)及其后代 的性状发生改变。 细菌所特有的基因重组形式,有别于一般有性过程中 的亲本和其后代之间遗传信息的垂直传递形式

基因的水平转移： 个体A 个体B 遗传物质 通过基因的重组可使后者（个体B）及其后代 的性状发生改变。 细菌所特有的基因重组形式，有别于一般有性过程中 的亲本和其后代之间遗传信息的垂直传递形式。 3

水平基因转移( Horizontal gene transfer,HGT), 不仅发生在不同的微生物细胞之间,而且也发生在微生物与 高等动植物之间。 生物间基因的转移和交换是普遍存在的,是生物进化的 重要动力之一

水平基因转移（Horizontal gene transfer, HGT） ， 不仅发生在不同的微生物细胞之间，而且也发生在微生物与 高等动植物之间。 生物间基因的转移和交换是普遍存在的，是生物进化的 重要动力之一。 4

细菌水平基因转移和重组: 基因工程技术 病原菌的抗药性 基因工程生物的生态安全

细菌水平基因转移和重组： 基因工程生物的生态安全 病原菌的抗药性 基因工程技术 5

第三节基因重细和杂交育种 细菌的三种水平基因转移形式 接合( Conjugation) 转导 (Transduction 转化 (Transformation)

细菌的三种水平基因转移形式 接合（Conjugation） 转导（Transduction） 转化（Transformation） 第三节 基因重组和杂交育种 6

、细菌的接合作用 (conjugation 1实验证据 1946年, Joshua lederberg和 Edward L. TaturmIe 大肠杆菌的多重营养缺陷型杂交实验 通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗ELmm0 )and J Lederberg in 传信息的转移和重组过程:接合作用 1947 conjugation

一、细菌的接合作用(conjugation) 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：接合作用 （ conjugation ） 1.实验证据 1946年，Joshua Lederberg 和Edward L.Taturm 大肠杆菌的多重营养缺陷型杂交实验 7

Bio Phe Cys Thr Leu Thi Bio Phe Cys Thr Leu Th 为何采用多重营养缺陷型菌株? Mixture 尽可能地排除 回复突变对实验结果的干扰! 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! Bio Phe'oys' Thr Leu’Th Prototrophic colonies Figure 14.12 Evidence for Bacterial Conjugation. Lederberg and Tatums demonstration of genetic recombination using triple auxotrophs. See text for details

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！ 为何采用多重营养缺陷型菌株？ 尽可能地排除 回复突变对实验结果的干扰！ 8

Pressure or suction 证实接合过程需要细胞间的直接接触的“U”型管实验: Met Thr Lev Thi Met Thr Lew Thi Figure 14.13 The U-Tube Experiment. The U-tube experiment used to show that genetic recombination by conjugation requires direct physical contact between bacteria. See text for details. Fritted glass filter 接合的机制?

10 接合的机制？ 证实接合过程需要细胞间的直接接触的“U”型管实验：

质粒的主要类型 致育因子 Fertility factor,F因子 抗性因子( Resistance factor,R因子 质粒所编码 产细菌素的质粒( Bacteriocin production plasmid 的功能和赋 予宿主的表毒性质粒 virulence plasmid 型效应 代谢质粒( Metabolic plasmid 隐秘质粒( cryptic plasmid

质粒的主要类型 质粒所编码 的功能和赋 予宿主的表 型效应 致育因子(Fertility factor，F因子) 抗性因子(Resistance factor，R因子) 产细菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid） 毒性质粒(virulence plasmid) 代谢质粒(Metabolic plasmid) 隐秘质粒(cryptic plasmid) 11