在DNA重组实验中，外源目标DNA片段与载体DNA虽然经重组连接，但并不是都能够正确连接，形成了理想的重组子，而是形成了混合的连接反应物，在转化前一般并不对其进行分离就直接用于转化。因此，这时用于转化的DNA反应物实际上是由多种类型的DNA分子组成的混合物，其中包括：①不带任何外源DNA插入片段，仅是由线性载体分子自身连接形成的环状DNA分子，即空载体；②由一个载体分子和一个或数个外源DNA片段构成的重组体DNA分子；③单纯由数个外源DNA片段彼此连接形成的多聚DNA分子。另外，在转化实验中，也并不是所有的重组子都能通过转化形成转化子。因此，由这种连接混合物转化而来的成千上万个宿主细胞群中，真正含有期望的重组DNA分子的比例很少。所以，必须使用各种筛选与鉴定手段区分转化子（接纳载体或重组分子的转化细胞）与非转化子（未接纳载体或重组分子的非转化细胞）。而转化子又分为含有重组分子的转化子和仅含空载载体分子（非重组子）的转化子。前者所含的重组DNA分子中有期望重组子（含有目的DNA的重组子）与非期望重组子（不含目的DNA的重组子）。
从转化的细胞群中分离带有目的基因的转化子，是基因克隆和工程操作中极为重要的环节，其工作的难易在很大程度上取决于所采用的基因克隆的方法。目标克隆的筛选可以根据载体类型、受体细胞特性的变化、外源DNA分子本身的特性等，采用不同的重组子筛选与鉴定方法。常用的方法主要有：遗传学检测法、核酸分子杂交检测法、物理检测法、免疫化学检测法与核酸序列测序分析法等。
遗传学检测法实际上就是指利用机体遗传组成与环境相互作用所产生的外观或其他特征来对重组子进行筛选的方法，因此也称为表型筛选法。这种筛选法对具有明显形态学特征或比较容易检测的生化特性的基因筛选是非常有效的，比如营养缺陷型相关的基因和抗生素抗性基因等。该方法要求宿主为不携带该目的基因或是该基因的缺失突变体。这里讲的供筛选用的表型特征来自两个方面：一个是克隆载体分子提供的，这是主要的和应用最多的；另一方面，插入的外源DNA序列也能够提供表型特征以供筛选，相对来说数量要少一点。因此，遗传学检测法可分为根据载体表型特征和根据插入序列的表型特征选择重组子两种方法。
1.根据载体表型特征选择重组体分子的直接选择法
目前，常用的基因工程载体在构建时，载体分子上通常携带了一个或多个选择性遗传标记基因，转化或转染宿主细胞后可以使后者呈现出特殊的表型或遗传学特性。根据载体分子所提供的表型特征，可以进行转化子或重组子的筛选，这种选择重组体DNA分子的遗传选择法，可适用于大量群体的选择，它能够在很短的时间内从细胞群体中直接选择出重组子，因此是一种比较简单而又十分有效的方法。
质粒以及柯斯载体往往具有抗药性标记或营养缺陷型标记，而对于噬菌体载体来说，噬菌斑的形成或显色反应则是它们自我选择的特征，这就为重组子的筛选提供了方便。
抗药性筛选主要是指受体细胞不抗药而载体分子具有抗药性，将转化后的细胞涂到含有抗生素的培养基平板上进行筛选，能在这种培养基上生长的就是转化子。营养缺陷型筛选主要是指受体细胞不能合成某种必需的营养物质，而载体分子却携带有合成这种营养物质的基因，将转化后的细胞涂到不含这种营养物质的培养基平板上进行筛选，能在其上生长的菌落则认为是转化子。
上面所说的抗药性筛选与营养缺陷型筛选方法虽然能够筛选到包含载体分子的转化子，但并不能区分开含有空载体的转化子与含有重组子的转化子。因此，筛选出的细胞群中仍然混有大量的由载体自连产生的假阳性克隆。为了进一步筛选出真正含有重组子的转化子，在实际操作中，往往采用抗药性标记插入失活选择法与β半乳糖苷酶显色反应选择法等方法来进行筛选。
（1）抗药性标记插入失活选择法 目前常用的载体上的抗性基因内往往都带有限制性内切酶的识别位点，当用某种限制性内切酶将其切开后，并在此位点插入外源目的DNA片段时，载体上的这个抗性基因就失去了相应的抗药性功能，由抗性变为了敏感，这就是所谓的插入失活效应。因此，当此插入外源DNA的重组载体转化宿主菌并在含有抗生药物的选择性培养基平板上培养时，根据其对该药物的敏感性，便可筛选出重组转化子。这种方法就是用来检测外源DNA插入的一种通用的方法，即抗药性标记插入失活选择法。
大肠杆菌中的质粒pBR322是DNA分子克隆中最常用的一种载体，它的相对分子质量小，仅为2.9× 106。pBR322质粒上有两个抗生素抗性基因：①四环素抗性基因tetr ；②氨苄青霉素抗性基因ampr。其中tetr 基因内有BamH Ⅰ和Sal Ⅰ两种限制性核酸内切酶单一的酶切位点，ampr 基因内含有一个Pst Ⅰ限制性核酸内切酶酶切位点。如果在tetr 基因内任何一个酶切位点（BamH Ⅰ或Sal Ⅰ）处插入外源DNA片段，都会导致tetr 基因出现功能性失活。所以由此形成的重组质粒都将具有Ampr Tets 的表型，即重组质粒不再具有四环素抗性，只具有氨苄青霉素抗性。重组质粒转化的细菌能够在含有Amp 的选择培养基固体平板上生长，但不能在含有Tet的培养基上生长。在进行筛选时，我们首先将转化细菌涂布在含有Amp的选择培养基固体平板上，能够生长的菌落则具有Amp抗性，表明这些菌中都含有pBR322质粒，说明转化成功。而没有转入质粒pBR322的细菌由于没有Amp抗性（Amps），故不能在培养基上生长。将筛选出的转化子再通过菌落影印到含有Tet的培养基上生长，并标记好长出菌落的位置，与原来Amp培养基上的菌落进行比较，就可以得到能在Amp培养基上生长但不能在Tet培养基上生长的菌落，即为外源DNA插入质粒tetr基因的重组菌。这种重组子的选择方法属于负选择。
负选择操作较为繁琐，在实际操作中往往将其变为正选择。在涂布之前，先在转化扩增后的细胞悬浮液中加入含有氨苄青霉素和四环素及适量的环丝氨酸的培养基，继续培养一段时间。其中的非转化子（Amps Tets)被氨苄青霉素杀死，Ampr Tets型的重组转化子也因四环素的存在而停止生长，但并没有死亡，只有Ampr Tets 型非重组转化子能够继续生长，但在生长过程中被环丝氨酸杀死。然后通过离心的办法去除培养基并收集细菌，再用新鲜的无任何抗生素的培养基洗涤并悬浮这些细菌。最后将这些细菌悬浮液涂布于只含氨苄青霉素的固体培养基上培养，长出的菌落即为携带外源DNA片段的Ampr Tets型重组子。
前面主要讲了利用质粒tetr基因的插入失活来筛选重组子。事实上，插入失活检测法也同样适合于质粒ampr基因的Pst Ⅰ酶切位点处插入外源DNA片段的筛选。当然，所挑选的菌落应该具有Amps Tetr的表型。
（2）β半乳糖苷酶显色反应选择法 质粒载体除了可以应用抗生素抗性筛选外，有许多质粒载体还具有β半乳糖苷酶显色反应的检测功能。应用这样的载体系列，当外源DNA插入到它的lacZ基因上时，可造成β半乳糖苷酶的失活效应，就可以通过大肠杆菌转化子菌落在添加有X‐gal‐IPTG 培养基中的颜色变化直接鉴别出重组子和非重组子。
β半乳糖苷酶（β‐galactosidase）是由大肠杆菌乳糖操纵子中的lacZ 基因编码的一种酶，呈四聚体蛋白结构，它能将乳糖水解为葡萄糖和半乳糖。现在最常用的一些质粒（pUC、pBS等）上大多带有β半乳糖苷酶的调控序列与β半乳糖苷酶N 端146个氨基酸（α肽）的编码序列，在这个编码区中还插入了一个多克隆位点（MCS），它并不破坏lacZ的读码框，不会影响其正常功能。另外，常用的大肠杆菌DH10β等菌株也带有β半乳糖苷酶C端部分序列（β肽）的编码信息。在各自独立的情况下，这些质粒载体（pUC等）与大肠杆菌菌株（DH5α和DH10β等）各自编码的β半乳糖苷酶的片段都没有酶的活性。只有当携带有α肽编码信息的克隆载体成功进入宿主细胞（含有β肽的编码信息）中，在培养基中诱导物异丙基βD硫代半乳糖苷（IPTG）的诱导下，质粒pUC 等能合成β半乳糖苷酶N末端片段即α肽段，这样就与宿主菌DH10β等合成的β半乳糖苷酶β肽段相互补，形成一个完整的具有β半乳糖苷酶活性的蛋白。这种现象称作α互补。这种由α互补产生的具有活性的β半乳糖苷酶能够分解培养基中的色素底物5溴4氯3吲哚βD半乳糖苷（5brom 4chloro 3indolyl βD galactoside，X‐gal），最终形成蓝色的化合物，培养基平板上出现易于识别的蓝色菌斑。
当这种携带α肽编码信息的质粒载体中插入外源DNA片段时，因插入失活而不能产生α肽链，导入宿主菌后，不能产生α互补，不能形成具有活性的β半乳糖苷酶，X‐gal 也不能被分解形成蓝色化合物，最终在培养基平板上形成了白色菌斑。
通过观察培养基上菌斑的显色反应就可以筛选出重组菌，因此这种重组子的筛选也称作蓝白斑筛选。
2.根据插入序列的表型特征选择重组体分子的直接选择法
重组DNA分子转化到大肠杆菌宿主细胞后，如果插入到载体分子上的外源基因能够在宿主细胞中实现功能的表达，能够对大肠杆菌宿主菌株所具有的突变产生体内抑制或互补效应，从而使被转化的宿主细胞表现出外源基因编码的表型特征。那么分离带有此种基因的重组克隆，最简单的途径便是根据表型特征的直接选择法。
目前已拥有相当数量的对其突变做了详尽研究的大肠杆菌实用菌株，其中有多种类型的突变，只要克隆的外源基因产物获得低水平表达，便会被抑制或发生互补作用。一些真核生物的基因能够在大肠杆菌中表达，并且还能够与宿主菌株的营养缺陷突变发生互补作用。
lacY 是大肠杆菌的乳糖操纵子中编码β半乳糖苷透性酶的结构基因，其大小为1.3kb。大肠杆菌基因组约为4000kb，用限制性内切酶EcoR Ⅰ切割会得到大约1000个大小不同的片段，其中某一片段上可能携带lacY 基因。用pBR322质粒作为载体，将外源DNA片段插入EcoR Ⅰ酶切点上，再把所有重组体DNA通过转化导入宿主细胞。该宿主具有两个供筛选的遗传标记：一是对氨苄青霉素敏感（A mps)；二是不能合成β半乳糖苷透性酶（lacY－），即不能利用乳糖。当涂布在含有氨苄青霉素和以乳糖作为碳源的选择培养基上时，只有A mpr lacY ＋类型的细胞才能生长，也就是说，只有导入了携带lacY 基因的pBR322载体的宿主细胞才能生长。这是因为pBR322的A mpr 基因赋予宿主细胞以氨苄青霉素抗性，而携带的lacY 基因则弥补了宿主细胞的遗传缺陷。当然，用这种方法筛选得到的不是lacY 基因本身，而是内含该基因的DNA片段，因此需要对它作进一步修剪（亚克隆），最后得到纯的lacY 基因片段。
Cameron 等人（1975）将野生型的大肠杆菌连接酶基因克隆到λgt·λB噬菌体载体上。
由于C片段的缺失而造成重组缺陷的λred－噬菌体载体，在允许的温度下，生长在大肠杆菌ligts菌株上并不能形成噬菌斑，但却能够在具有连接酶功能的大肠杆菌lig＋菌株上形成噬菌斑。因此，Cameron等人构建的带有连接酶基因的重组体噬菌体λgt·λB被涂布到长有大肠杆菌ligts的平板上时，通过与宿主细胞缺陷型之间的互补作用，便能够形成噬菌斑。
于是根据能形成噬菌斑这种表性特征，就可以十分方便地选择出具有野生型连接酶功能的重组体噬菌体。
