若宿主細胞屬於某一營養缺陷型，則在培養這種細胞時的培養基中必須加入該營養物質後，細胞才能生長。如果重組後進入這種細胞的外源DNA中除了含有目的基因外再插入一個能表達該營養物質的基因，就實現了營養缺陷互補，使得重組細胞具有完整的代謝能力，培養基中即使不加該營養物質也能生長。如宿主細胞有的缺少亮氨酸合成酶基因，有的缺少色氨酸合成酶基因，通過選擇性培養基，就能將重組子從宿主細胞中篩選出來。這種篩選方法就稱為營養缺陷互補法。
β-半乳糖苷酶顯色反應就是一種利用宿主細胞和重組細胞中β-半乳糖苷酶活性有無，表現出營養缺陷互補，從而能以直觀的顯色檢測方法進行重組子篩選的常用方法。若pUC 質粒載體含有β-半乳糖苷酶基因（lac Z'）的調節片段，具有完整乳糖操縱子的菌體能翻譯β-半乳糖苷酶（z），如果這個細胞帶有未插入目的DNA的pUC19質粒，當培養基中含有 IPTG時，lac I的產物就不能與lac Z'的啟動子區域結合，因此，質粒的lac Z'就可以轉錄和翻譯，產生的lac Z蛋白會與染色體DNA編碼的一個蛋白形成具有活性的雜合β-半乳糖苷酶，當有底物5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷（x-gal）存在時，x-gal會被雜合的β-半乳糖苷酶水解形成藍色的產物，即那些帶有未插入外源DNA片段的pUC19質粒的菌落呈藍色。如果pUC19質粒中插入了目的DNA片段，就破壞了lac Z'的結構，導致細胞無法產生功能性的Lac Z蛋白，也就無法形成雜合β-半乳糖苷酶，因而菌落是白色的。據此可以根據菌落的顏色，篩選出含目的基因的重組體。這一方法大大簡化了在這種質粒載體中鑒定重組體的工作。
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