细菌接合

细菌接合是指细菌通过细胞之间的短暂交流和遗传物质转移，导致基因重组的现象。这是细菌基因重组的一种形式，其他两种形式包括转化和转导。与转化和转导相比，细菌接合不需要细菌细胞的直接接触，且涉及的基因重组范围更大。

历史沿革

细菌接合现象最早由美国微生物遗传学家J.莱德伯格和美国生物化学家兼微生物遗传学家E.L.爱德华·塔特姆于1946至1947年间在大肠杆菌k12品系中发现并证实。他们在实验中观察到了少数原养型菌落的出现，通过对一系列实验的分析，排除了回复突变、转化和互养的可能性，最终确定这些原养型细胞是由两个不同基因型的大肠杆菌细胞通过染色体脱氧核糖核酸的转移和重组产生的重组体。

生理机制

细菌接合的过程涉及到大肠杆菌细胞的性别差异，这种性别差异与细胞中存在的F因子质粒相关。具有F因子的细菌作为染色体的供体，而缺乏F因子的细菌则作为染色体的受体。F因子是一种环状的脱氧核糖核酸（DNA）分子，其上含有决定细菌细胞表面形成性伞毛的基因。在接合过程中，供体细胞通过性伞毛与受体细胞相连，同时供体细菌的染色体DNA单链转移到受体细胞并与之重组。这个过程类似于高等动植物的有性生殖，但在细节上有显著的区别。

分类

根据F因子的存在状态，供体细菌可分为两类：F+细菌和高频重组细菌（Hfr）。前者指F因子处于自主复制状态的细菌，后者指F因子整合在染色体上的细菌。F+细菌与F-细菌接合时，重组体出现频率较低，但F因子的转移频率较高。相比之下，Hfr细菌与F-细菌接合时，重组体出现频率极高，但F因子本身的转移频率较低。

研究进展

细菌接合的研究主要得益于法国微生物遗传学家F.雅各布和E.沃尔曼在1956年提出的中断杂交实验。这项实验揭示了在接合过程中，供体染色体从特定位置开始逐渐转移，并且各种性状的出现有一定顺序。此外，研究表明大肠杆菌的染色体是一个环状的脱氧核糖核酸分子，不同的Hfr菌株是由于F因子以不同方向整合到环状染色体的不同位置上所产生的。

应用与发展

细菌接合现象不仅存在于大肠杆菌中，还在多种其他细菌如鼠伤寒沙门氏菌、绿脓杆菌、肺炎克氏杆菌、霍乱弧菌等中被发现。然而，至今未在革兰氏阳性细菌中发现接合现象。此外，一些细菌如天蓝色放射菌能够进行种内的接合，并拥有自己的性因子SCP1。大肠杆菌还可以与其他肠道杆菌如沙门氏菌、奇异变形杆菌、克氏杆菌等进行接合。

参考资料

细菌接合名词解释.百度文库.2024-11-07

[名词解释] 细菌接合(conjugation/mating).百度教育.2024-11-07

接合(conjugation).丁香实验.2024-11-07