细菌接合

细菌遗传重组（GeneticRecombinationofbacteria）接合（Conjugation）指分别来自两个亲本的基因所产生的交换，形成两个亲本所没有的新组合，产生具有重组性状的后代（重组体）的现象。1.遗传重组（GeneticRecombination）意义：生物多样性基础；生物进化的原因；杂交育种的基础人工基因重组：基因工程、细胞工程等自然基因重组：有性生殖细菌等原核生物存在遗传重组吗？细菌是单细胞原核生物，通过二分分裂方式繁殖，细菌之间会发生遗传重组吗？如果发生会以什么方式？细菌的分裂繁殖2.Lederberg等所进行的研究营养缺陷型（auxotroph）和原养型（prototroph）实验材料：大肠杆菌（E.coli）原养型:能在基本培养基（MM）和完全培养基（CM）上生长营养缺陷型:MM+所缺生长因子，完成培养基Lederberg获得了两株多重缺陷型大肠杆菌A:Bio-,Phe-,Cys-B:Thr-,Leu-,Thi-TatumLederberg可能的原因：1.污染所致2.恢复突变3.营养互补4.基因重组AuxotrophMinimalmedia有趣的实验及结果结论：原养型菌株的出现不是营养互补，发生了遗传重组两个菌株之间的直接接触是原养型菌株出现的必要条件Davis于1950年设计的U型管实验onMMonMM3.U型管实验细菌的接合，左是雄性，右是雌性4.细菌也有“性别”Hayes于1952年发现，在接合过程中遗传物质的传递是单向转移类似于：供体（雄性）受体（雌性）5.F因子（Ffactor,fertilityplasmid）与转移DNA相关的基因，控制细菌产生性菌毛（sexpilus）F因子决定细菌的“雌性”F因子及宿主E.Coli的存在状态F因子自由状态F因子整合状态不含F因子F-菌株F+菌株Hfr菌株菌株6.细菌接合的3种情况结果F因子传递和转移DonorDNAreplicatedandtransferredPilusconnectscells结果两株细菌染色体基因发生高频重组PilusconnectscellsF’plasmidreplicatedandtransferredF-结果F’F’F-F’Conjugation供体菌部分染色体基因与受体菌发生重组5.接合及传递DNA的分子机制Modelofthepip501DNAtransferpathwayMicrobiologyspectrum2014，2(4):PLAS-0004-2013小结：1.在细菌等原核生物中存在遗传重组2.接合过程需要两株细菌的直接接触3.性菌毛是传递DNA的媒介4.F因子是和细菌“性别”相关的质粒思考和讨论：1.细菌等原核生物还会有其他形式的遗传重组吗，如果有，会以什么方式。2.细菌接合现象的发现有何重大意义。3.通过本节学习，你在研究方法的设计思路上有何收获。参考文献1.黄秀梨辛明秀主编微生物学（第三版），高等教育出版社，2009，北京2.沈萍陈向东主编微生物学，高等教育出版社，2008，北京3.宋大康著微生物学史及其对生命科学的贡献，中国农业大出版社，2009，北京4.MichaelT.Madigan,JohnM.Martinko,KellyS.Bender,DanielH.Buckley,DavidA.Stahl,ThomasBrock,BrockBiologyofMicroorganisms(14thEdition),PublishedbyPearson，20145.Goessweiner-MohrN;ArendsK;KellerW;GrohmannE,ConjugationinGram-PositiveBacteria.Microbiologyspectrum2014，2(4):PLAS-0004-20136.WilkinsBM;ThomasAT,DNA-independenttransportofplasmidprimaseproteinbetweenbacteriabytheI1conjugationsystem.Molecularmicrobiology2000Nov;38(3):650-7