基因重组与杂交育种

基因重组与杂交育种思维导图，包括原核生物的基因重组的特点和转移机制、真核生物的基因重组等内容。

基因重组和杂交育种

• 原核生物的基因重组
  • 特点
    • 1.片段性，仅一小段DNA序列参与重组；
    • 2.单向性：从供体菌向受体菌作单方向转移；
    • 3.多样性，转移机制独特而多样
  • 转移机制
    • 转化
      • 定义：受体菌直接吸收供体菌的DNA片段而获得后者部分遗传性状的现象
        • 转化子：通过转化方式而形成的杂种后代
      • 转化条件
        • 感受态：受体细胞最易接受外源DNA片段并能实现转化的一种生理状态
        • 转化因子：本质是离体的DNA片段
    • 转导
      • 定义：通过缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞中的小片段DNA携带到受体细胞中，通过交换与整合，使后者获得前者部分遗传性状的现象
        • 转导子：由转导作用而获得部分新性状的重组细胞
      • 种类
        • 普遍转导：通过极少数完全缺陷噬菌体对供体菌基因组上任何小片段DNA进行误包，将其遗传性状传递给受体菌的现象
          • 完全普遍转导：有10的-8到10的-6个噬菌体的衣壳把与噬菌体头部DNA核心大小相仿的一小段供体菌DNA误包装®®转导颗粒：不含噬菌体自身DNA的完全缺陷噬菌体 ®® 普遍转导子：外源DNA片段与受体细胞核染色体组上的同源区段配对，通过双交换而整合到染色体组上，后者成为遗传性状稳定的重组体
          • 流产普遍转导：外源DNA在受体菌内既不进行交换、整合和复制，也不迅速消失，而仅表现稳定的转录、翻译和性状表达，DNA不能继续复制®®细胞分裂后，只有一个细胞是转导子
        • 局限性转导：通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并与后者的基因组整合、重组®®局限转导子（缺陷噬菌体的形成方式是在脱离宿主核染色体时，发生低频率的误切或由于双重溶源菌的裂解而形成）
    • 接合：供体菌通过性菌毛与受体菌直接接触，把F质粒或携带的不同长度的核基因组片段传递给后者，使后者获得若干新遗传性状的现象
      • 结果：接合子 通过接合而获得新遗传性状的受体细胞
      • 微生物种类：主要是细菌、放线菌，G-细菌尤为普遍，可发生在不同属的菌种之间
      • 4种接合型菌株
        • F+菌株：雄性，存在F质粒，着生菌毛
        • F-菌株：雌性，无F质粒，无菌毛
        • Hfr菌株：雄性，按滚环模型进行转移
        • F¢菌株：雄性
          • 初生F¢菌株：凡携带 F¢质粒的菌株
          • 次生F¢菌株：F-菌株与F¢菌株接合，成为的F¢菌株，是部分双倍体（获得了F质粒和初生F¢菌株的遗传性状）
      • 3种接合结果
        • F+（雄） ´ F-（雌）® F+，F+
        • Hfr(雄） ´ F- （雌）® Hfr,F-
        • F¢（雄）´F-（雌）® F¢，F¢（F质粒转导/F因子转导/性导）
    • 原生质体融合：
      • 定义：通过人为的方法，使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合，借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程®®融合子
      • 步骤：脱壁酶去除细胞壁®原生质体 PEG或电脉冲离心，促融®融合子用等渗溶液稀释，涂皿®长成菌落®影印接种®检出融合子®筛选优良性状的融合子
• 真核生物的基因重组
  • 有性杂交：不同遗传型的两性细胞间发生的接合和随之进行的染色体重组，进而产生新遗传型后代的一种育种技术
  • 准性杂交
    • 准性生殖定义：同种不同菌株的体细胞间发生的融合，它可不借减数分裂而导致低频率基因重组并产生重组子（自发性，在半知菌类中最为常见）
    • 准性生殖过程
      • 1.菌丝联结：发生在体态没有区别，遗传型上没有差别的同种不同菌株的体细胞间，频率极低
      • 2.形成异核体：发生质配，两个单倍体核集中到同一细胞中，形成双相的异核体
      • 3.核融合：核配，产生双倍体杂合子核
      • 4.体细胞交换和单倍体化
    • 准性杂交育种过程
      • 1.选择亲本：不同菌株的合适的营养缺陷型作为准性杂交的亲本
      • 2.强制异合：人为强制两个亲本形成互补的异核体，基本培养基培养
      • 3.移单菌落：将平板上长出的单菌落移种到基本培养基斜面上
      • 4.验稳定性
      • 5.促进变异
• 杂交育种：选用已知性状的供体菌和受体菌作亲本，更具有方向性和自觉性，是一种重要的育种手段
• 杂交：细胞水平上进行的一种遗传重组方式，必然包含分子水平上的重组
• 基因重组概念：两个独立基因组内的遗传基因，通过一定的途径转移到一起，形成新的稳定基因组的过程。是在核酸分子水平上的概念