基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

recA

58 min

表达ATP依赖型DNA重组酶，参与λ-噬菌体溶原重组与DNA放射性损伤修复

使同源或异源DNA重组不能进行，保持插入DNA的稳定性，有利于DNA转化

recB

61 min

表达ATP依赖型DNase和核酸外切酶V亚基，辅助recA的DNA重组酶功能

DNA重组和修复功能丧失，保证外源DNA的稳定，有利于DNA转化

recC

61 min

表达核酸外切酶V、ATP依赖型核酸内切酶、解旋酶及ATP酶

DNA重组功能缺失，保证外源DNA的稳定性

甲基化相关

基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

dam

74 min

表达DNA腺嘌呤甲基化酶，催化GATC序列中A的甲基化，保护DNA免受限制酶切断

腺嘌呤不被甲基化，易于获得非甲基化质粒

dcm

43 min

表达胞嘧啶甲基化酶，识别CCWGG序列并使第二个C甲基化

胞嘧啶不被甲基化，易于获得非甲基化质粒

mcrA

26 min

表达防御酶，特异性分解外来DNA上被甲基化的胞嘧啶序列

对外来甲基化胞嘧啶失去作用，有利于限制酶及甲基化酶克隆体的稳定

mcrB,C

98 min

表达特异性蛋白，对外来DNA中甲基化胞嘧啶进行识别和切断

对外来DNA的防御作用缺失，对质粒转化有利

mrr

98 min

限制被甲基化外源DNA介入，对多种限制酶及甲基化酶活性有抑制作用

可用于含有N⁶A和CCWGG的DNA转化，也可用于限制酶和甲基化酶克隆体

hsdM

99 min

表达DNA甲基化酶，使DNA双链上的AA双核苷酸甲基化

细菌DNA不被甲基化，易于获得非甲基化质粒

点突变相关

基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

mutS

59 min

识别DNA错配序列并修复，防止基因突变

DNA错配序列不能修复，容易发生基因突变，有利于利用点突变进行基因改造

mutT

3 min

特异性降解8-OXO-dGTP，防止A-T转换成G-C的突变

8-OXO-dGTP浓度升高，A-C突变几率增大，有利于点突变

dut

82 min

表达脱氧尿嘧啶三磷酸苷酸水解酶，维持dUTP低浓度

dUTP浓度升高，尿嘧啶易掺入DNA，发生A→U突变，有利于点突变

ung

56 min

表达尿嘧啶-N-糖苷酶，识别并去除DNA上突变的尿嘧啶残基

突变修复功能缺失，有利于点突变

uvrB

18 min

表达核酸外切酶b亚基，具有DNA切补功能，修补紫外线损伤

切除变异碱基活性缺失，有利于点突变

核酸内切酶相关

基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

hsdR

99 min

表达I型限制酶EcoK(K12株)或EcoB(B株)，对外来DNA严格限制

I型限制酶活性缺失，有利于外来基因导入及质粒转化

hsdS

99 min

表达特异性蛋白，负责hsdR和hsdM对DNA序列的特异识别

hsdR和hsdM不能正确识别特异DNA序列，保持插入DNA的稳定性

endA

64 min

表达非特异性核酸内切酶，使DNA双链解开

外源DNA更加稳定，提取的质粒纯度更高

终止密码子相关

基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

supE

16 min

表达阻遏蛋白与终止密码子UAG结合，使蛋白质合成停止

即使遇到UAG终止密码子，蛋白质合成仍能继续，使UAG编码谷氨酰胺

supF

27 min

表达阻遏蛋白与终止密码子UAG结合

遇到UAG终止密码子蛋白质合成继续，使UAG编码酪氨酸

抗药性相关

基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

gyrA

48 min

表达DNA促旋酶A亚基，负责DNA解旋和回旋

萘啶酮酸和荧光喹啉失去结合目标，菌株具有抗性

rpsL

73 min

表达核糖体30S亚基中的S12蛋白，作用于翻译开始阶段

链霉素失去结合位点，菌株具有链霉素抗性

Tn5

转座子

载有卡那霉素抗性基因的转座子

菌株获得卡那霉素抗性

Tn10

转座子

载有四环素抗性基因的转座子

菌株获得四环素抗性

能量代谢相关（糖代谢）

基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

lacZ

8 min

表达β-半乳糖苷酶，分解乳糖为半乳糖苷

β-半乳糖苷酶活性缺失，可用于菌株筛选和纯化

lacZΔM15

8 min

表达β-半乳糖苷酶α片断，突变后无活性

配合带有lacZ(α片断)的载体，可通过蓝白菌落进行克隆鉴定

lacI

8 min

表达阻遏蛋白，抑制lac操纵子

操纵子几乎完全被抑制，有利于目的基因表达的人为控制

ara

1 min

表达阿拉伯糖代谢所需的各种酶

细胞不能利用阿拉伯糖进行能量代谢，可用于菌株筛选

mtl

81 min

表达甘露醇代谢相关酶

甘露醇代谢不能进行，以甘露醇为唯一碳源时不能生长

xyl

80 min

表达木糖代谢相关酶

细胞不能以木糖作为碳源进行能量代谢

gal

17~164 min

表达半乳糖代谢所需的各种酶类及调节蛋白

不能直接利用半乳糖作为碳源，可通过最小培养基添加半乳糖进行筛选

srl

58 min

表达山梨醇代谢相关酶

对山梨醇的吸收和利用受阻，以山梨醇为唯一碳源时不能生长

氨基酸代谢相关

基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

gpt

6 min

表达鸟嘌呤-次黄嘌呤磷酸核糖转移酶

鸟嘌呤不能生物合成，对菌株筛选有利

thyA

61 min

表达胸苷酸合成酶，参与胸腺嘧啶代谢

可利用胸腺嘧啶进行菌株筛选

asd

76 min

表达天门冬氨酸半醛脱氢酶

天门冬氨酸合成受阻，最小培养基培养需添加天门冬氨酸

leuB

2 min

表达3(B)-异丙基苹果酸脱氢酶

亮氨酸生物合成受阻，最小培养基培养需添加亮氨酸

proA

6 min

表达γ-谷氨酸磷酸还原酶

脯氨酸生物合成受阻，最小培养基培养需添加脯氨酸

proB

6 min

表达谷氨酸盐-5-磷酸激酶

脯氨酸合成受阻，最小培养基培养需添加脯氨酸

trpR

100 min

表达trp操纵子的阻遏蛋白

trp操纵子阻遏蛋白不能表达，有利于trp操纵子的蛋白表达

lys

17~191 min

包括lysA、lysC、lysP、lysT、lysX等基因

赖氨酸生物合成不能进行，最小培养基培养需添加赖氨酸

metB

90 min

表达胱硫醚γ-合成酶

甲硫氨酸生物合成受阻，最小培养基培养需添加甲硫氨酸

cysB

28 min

表达阻遏蛋白，调节半胱氨酸生物合成

基因的变异有利于半胱氨酸的生物合成

thr

0 min

包括thrA、thrB和thrC，表达苏氨酸合成相关酶

细胞不能合成苏氨酸，最小培养基培养需添加苏氨酸

维生素代谢相关

基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

bioH

18 min

催化前生物素到生物素的转化；对庚二酰CoA有优先阻害作用

细胞不能自身合成生物素，最小培养基必须添加生物素

thi

90 min

包含thiA、thiB、thiC、thiD、thiK、thiL等，参与硫胺素合成

硫胺素(VB1)生物合成不能进行，最小培养基必须添加硫胺素

蛋白酶相关

基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

lon

10 min

表达ATP依赖型蛋白分解酶，对异型蛋白质有特异性分解作用

异型蛋白质分解酶不能表达，有利于保持克隆体目的蛋白的稳定

ompT

13 min

表达特异性外膜蛋白分解酶，分解含铁肠菌素受体蛋白

膜结合性蛋白分解酶活性缺失，有利于融合蛋白的表达

物质转运结合相关

基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

tonA / fhuA

3.6 min

表达外膜受体蛋白，负责铁化合物运输

铁离子吸收受阻，对某些抗菌素及噬菌体更敏感，有利于质粒转化

tsx

9 min

表达T1噬菌体和大肠杆菌素K的受体蛋白

噬菌体及大肠杆菌素对细胞的侵噬变得困难，有利于细胞基因组稳定

cysA

52 min

表达硫酸盐/硫代硫酸盐转移蛋白

半胱氨酸生物合成受影响，培养时需添加半胱氨酸

其他功能基因型

基因型

基因位置

功能说明

变异影响与应用价值

deoR

19 min

表达deo操纵子的阻遏蛋白，调控DNA代谢所需酶类

宿主细胞合成大量dCTP，可选择性改善大分子DNA转化

traD

F因子

在大肠杆菌结合及F因子传递中发挥作用

F因子不能在细胞间转移，保证宿主细胞和导入质粒的稳定性

hflC

95 min

表达高效溶原蛋白，使噬菌体DNA插入基因组

避免溶原反应，保持宿主基因组及插入质粒的稳定

minA, B

10, 26 min

促进微细胞（不含DNA）形成

阻害微细胞形成，提高克隆体表达效率

relA

63 min

松弛调节基因，调节RNA合成

对目的基因的转录有利

glnV

16 min

专门转录谷氨酸tRNA

以谷氨酸为主的蛋白质合成受阻

tyrT

27 min

专门转录酪氨酸tRNA

以酪氨酸为主的蛋白质合成受阻