实验方法

P1 噬菌体普遍性转导实验

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基本方案

实验原理

细菌病毒(噬菌体)分为烈性噬菌体和温和噬菌体。烈性噬菌体感染细胞后,伴随着细胞裂解会释放出新的子代噬菌体颗粒。被温和噬菌体感染的细胞或是裂解,释放出新的子代噬菌体颗粒,或是成为溶源状态,噬菌体的基因组整合到细菌染色体上,与细菌染色体一起复制,这时的噬菌体基因组称为原噬菌体(prophage)。


转导是指以噬菌体作为媒介将一个细胞的遗传物质传递给另一细胞的过程。转导可分为局限性转导(specialized transduction)和普遍性转导(generalized transduction),前者只能转导与原噬菌体整合位点相邻接的少数寄主细胞染色体基因,而后者能转导寄主细胞的任何一个基因,因此,局限性转导噬菌体既含有噬菌体的遗传物质,也含有寄主细胞的遗传信息。 这种噬菌体(例如 λ 噬菌体)已经被改建为合适的载体,可以携带外源基因,广泛应用于基因的克隆(cloning)。


普遍性转导噬菌体 P1 几乎只包装寄主细胞的染色体片断。P1 噬菌体的 DNA 相对分子质量为 58×106, 大约相当于大肠杆菌染色体的百分之二,把大肠杆菌染色体全长定为 100 min, 那么 P1 噬菌体包装的 DNA 片断上可以带有相隔 2 min 范围内的寄主基因,而不大可能带有相隔 2 min 以上的基因。


本实验所用的转导噬菌体是 P1 cml,clr100,带有氯霉素抗性标记(cml),在 42℃ 能形成透明的菌斑(clr),在 32℃ 则形成混浊的噬菌斑,因此,在含氯霉素的培养基上很容易选得带该噬菌体的溶源菌,溶源菌经 42℃ 高温诱导就可以释放出 P1 噬菌体。

实验材料

大肠杆菌

实验步骤

1. P1 cml,clr 裂解液的制备


1.1 接种供体菌于 5 ml LB 培养液中,30℃ 振荡培养过夜。


1.2 将培养过夜的供体菌液按 1:5 稀释于 5 ml LB 液体中,振荡培养 2 h。


1.3 吸取 0.2 ml 菌液与 10-2 的 P1 cml, clr 噬菌体原液 0.1 ml 于上层 LB 半固体琼脂中,混匀后倒在底层 LB 固体培养基上,待凝固后置 37℃ 恒温箱培养过夜(共做四皿)。同时做一皿不加噬菌体的对照。


噬菌体原液的效价应每毫升 109 左右,细菌和噬菌体数的比大约是 20:1,以保证每个噬菌体都有机会感染一个细菌,半固体琼脂应先溶化,然后保温在 45℃ 左右,使之既不凝固,又不烫死细胞。


1.4 将噬菌体已增殖的上层半固体培养基琼脂刮到无菌三角瓶中,加入 5~10 ml LB 液体并加入几滴氯仿,剧烈振荡 20 s 后离心,上清液即为 P1 cml,clr 裂解液。将上淸液移到无菌试管中,加入几漓滴氯仿,再次剧烈振荡 20s 即可。


2. P1 cml,clr100 裂解液噬菌体效价的测定


在转导时要求噬菌体与细菌之比(即感染复数)要小于 1,因此,在进行转导实验之前需对噬菌体裂解液进行效价测定。


2.1 将 30℃ 中培养过夜的供体菌液按 1:5 加到 2 支盛有 5 ml LB 液体的试管中,30℃ 振荡培养 3 h 后, 混合 2 支试管中的菌液。


2.2 分别吸取 0.9 ml 菌液于 11 支无菌试管中,然后吸取如上制得的噬菌体裂解液 0.1 ml 于第一支菌液中,用 10 倍稀释法稀释成 10-1~10-10。在稀释的同时,取不同的稀释度的噬菌体细菌混合液 0.2 ml 加到 3 ml 的 LB 半固体中(融后保温在 45℃ 左右),摇匀后倒在 LB 固体培养基平板上。其中一支菌液不加噬体裂解液,倒一皿作为对照。平板冷凝后置 37℃ 恒温箱培养过夜。


噬菌体裂解液中加氯仿是为防止细胞污染,一般放冰箱 4℃ 保存。在吸取裂解液时,不要把吸头伸 a 到试管底部,以免吸进沉在底部的氯仿。


2.3 拿出平板进行噬菌斑计数,然后算出每毫升噬菌体原液中 P1 噬菌体的数目。


3. 转导


3.1 接种受体菌于 5 ml LB 液体中,30℃ 振荡培养过夜。


3.2 将上述过夜培养液按 1:5 稀释于 5 ml LB 液体中,30℃ 振荡培养 2~3 h 后,在培养液中加入 CaCl2, 使之终浓度为 5×10-3 mol/L(Ca2+有助于 P1 噬菌体对受体细胞的吸附)。


3.3 取如上制得的噬菌体裂解液(滴定度约为 1010 /ml 左右),用无菌生理盐水稀释到 10-3 取 10-1,10-2, 10-3 稀释裂解液 1.5 ml 分别加入无菌试管,对每支试管再加入 1.5 ml 含有 CaCl2 受体菌培养液。


3.4 37℃ 保温 20 min, 取出后离心(3500 r/min,15 min),弃去上淸液后加入 1 ml 无菌生理盐水重新悬浮。


3.5 分别取重新悬浮液 0.1 ml 涂布在二种选择性培养基上(乳糖色氨酸基本培养基各涂 2 皿,葡萄糖基本培养基各涂 1 皿),并取未经噬菌体处理的受体菌液在二种选择培养基上各涂一皿作为对照,置 37℃ 恒温箱培养 2 d。


3.6 同时将含有 CaCl2 的受体菌液用无菌生理盐水稀释到 10-6,取 10-5 和 10-6 稀释菌液涂布在葡萄糖色氨酸基本培养基上,每皿涂布 0.1 ml,每稀释度涂布 3 皿,置 37℃ 恒温箱培养 2 d。


3.7 取出平板,进行菌落计数,计算转导频率。

注意事项

其他

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