中斷雜交試驗(interrupted mating experiment)研究細菌接合過程中基因轉移狀況的一種遺傳學實驗方法。將接合中的細菌按不同時間取樣,並將樣品放入攪拌器內猛烈攪拌,以打斷細菌的接合管,終止接合。
基本介紹
- 中文名:中斷雜交試驗
- 外文名:interrupted mating experiment
- 理論來源:遺傳學
- 研究對象:細菌
實驗原理,實驗過程,
實驗原理
由於接合時間不同,不同長度的細菌染色體(基因組)從供體轉移到受體,分析受體的基因型即可知細菌染色體的基因轉移順序,以確定細菌染色體上基因位置(包括基因順序和距離)。
實驗過程
中斷雜交試驗方法由法國微生物學家沃爾曼(E.Wollman)和雅各布(F.Jacob)於1956年首創,他們的實驗過程是:取有多標記的大腸桿菌作為實驗材料,一類菌株為受體,如F-thr-leu-a-b-c-d-strr;另一類菌株為供體,如Hfrthr+leu+a+b+c+d+strs。Hfr表示為高頻重組菌株,F-為無F因子的菌株,thr、leu分別表示蘇氨酸、亮氨酸基因,為選擇性標記基因,而a、b、c、d為若干非選擇性標記基因,str為鏈黴素基因(上標r為抗藥型,s為敏感型)。將這兩類菌株通氣混合培養,每隔一定時間取樣,將菌液放入攪拌器內攪拌,以斷開接合管,中斷雜交,將已稀釋後的菌液塗布在含鏈黴素但不含蘇氨酸、亮氨酸的培養基上,已知Hfr和F-菌株均不能在該培養基上生長,而能生長的菌落必定為重組體thr+leu+sirr,並將其放在不同的選擇培養基上繼續培養,鑑定其基因型。於是觀察到一些原來屬於Hfr菌株的性狀出現在F-菌株的細胞中,說明Hfr菌株為供體,F-菌株為受體,接合時供體染色體以線性方式轉移到受體細胞中,細菌接合時間越長,在F-細菌中出現的Hfr菌株的性狀越多,即轉移過去的染色體片段就越長。一個特定的Hfr菌株和F-菌株接合時,首先出現的F-細胞中供體性狀是固定不變的,而且各性狀的出現有一定的先後次序,說明供體染色體是從某一特定位置即原點開始逐漸轉移的,標記基因離原點越遠,進入F-細胞越遲。不同的Hfr菌株的染色體原點不同,轉移方向也不同。從不同的Hfr菌株的各個轉移基因之間毗鄰關係相同但轉移起點及方向不同的事實推斷出,大腸桿菌的染色體是環狀DNA分子,不同的Hfr菌株是由於F因子(一種細胞質因子)以不同方向整合到環狀染色體的不同位置上所產生的。F因子往往是最後轉移到F-細胞中去。利用供體基因進入受體細胞的順序和時間可繪製出細菌的遺傳學圖,不過基因的距離單位是分鐘。由於所轉移的基因是連鎖的,因而基因在染色體上以線性方式排列。根據中斷雜交試驗的結果可進行基因定位,目前已有約1000多個基因被標定在大腸桿菌的染色體上,所以中斷雜交試驗是細菌等基因定位的一種重要實驗方法。