原理：M13克隆体系包括M13克隆载体和M13特殊的寄主菌株两部分组成。β-半乳糖苷(LacZ)当它为四聚体时具有活性，可把无色的X-gal切割成半乳糖和深蓝色靛蓝，因此Xgal可作为β-半乳糖苷酶活性的一种指示剂。依据基因内互补作用的原理，利用基因工程的方法，即将编码同样的蛋白质多肽链序列，但各自具突变的序列，当这种载体转入到特殊的寄主菌株中便组成具有功能活性的多肽的生化过程。根据这一原理，在M13克隆载体种上LacZ－HindⅡ片段具有β-半乳糖苷酶第2-92位氨基酸，大肠杆菌F因子上带有缺失了第11-42位氨基酸的缺陷性LacZ(简称M15基因)。当M13载体感染了这种M13特殊的寄主菌株如JM101后，便会产生具有功能活性的β-半乳糖苷酶，于是在含有指示剂Xgal和诱导物IPTG的培养基中，就会出现蓝色的噬菌斑。但当外源基因插入到M13克隆载体时，无法形成四聚体的具活性的LacZ，就不能切割Xgal，故白色噬菌斑为重组子。