欧文氏菌和棒杆菌的属间融合研究*

研究了用原生质体融合技术获得欧文氏菌和棒杆菌的融合细胞。串联发酵Ｄ－葡萄糖产生２－酮基－Ｌ－古龙酸的第一步发酵菌株欧文氏菌ＳＣＢ２４７经０．８ｍｇ／ｍＬ溶菌酶酶解０．５ｈ后,原生质体的形成率和再生率分别为９９．８％和２７．８％。第二步发酵菌株棒杆菌ＳＣＢ３０５８经预处理后由１．３ｍｇ／ｍＬ溶菌酶酶解２ｈ,原生质体的形成率和再生率分别为９９．５％和５６．３％。用携带氨苄青霉素抗性标记的ＳＣＢ２４７和经热灭活的ＳＣＢ３０５８为亲本,在４０％ＰＥＧ６０００和０．２ｍｏｌ／Ｌ新生磷酸钙等适宜条件下融合,融合频率为３．６×１０~(－６)。在非选择和选择培养基上连续传代十几次后,对融合子的单菌形态、染色结果、菌落形态、色泽、总蛋白量、同工酶、发酵性能等方面与亲本进行了比较。结果表明,融合子确系棒杆菌和欧文氏菌的融合细胞。摇瓶发酵结果显示,所得的３８株稳定的融合子中约４０％能转化葡萄糖为维生素Ｃ前体２－酮基－Ｌ－古龙酸。     

酿酒酵母缺陷型原生质体的形成再生及融合条件的探讨

营养缺陷型作为酿酒酵母(Saccharomyces Cerevisiae)单倍体融合亲株的遗传标记。采用营养缺陷型LY—2和LY—4菌侏的对数生长前期的细胞,在0.5％的蜗牛酶作用时间40分钟,0.7MKCl高渗稳定剂的条件下,制备原生质体。两亲株的原生质体形成率分别为98.2％和91.0％。原生质体再生率为6.12％和2.13％。两亲株的原生质体在35％聚乙二醇(PEG, M.W.6000),50mMCaCl_2下诱导融合15分钟,在基本培养基上长出营养互补的融合菌株,融合频率为4.14x10_(-4)。本文就两亲株的原生质体形成和再生条件进行了初步的探讨,并进行了原生质体融合的尝试,     

芽孢杆菌原生质体的形成和质粒转化的研究

测定了芽孢杆菌属中21个种、68个菌株的原生质体形成率。在高渗缓冲液(SMMP 或SMN)中,原生质体形成率在90％以上的有37株。降低高渗缓冲液中钠离子浓度,有利于原生质体的形成。用质粒(pUB 110或pC194) DNA对16株芽孢杆菌的原生质体进行了转化试验。转化成功的共8株：纳豆芽孢杆菌AS 1.107、AS 1.921、幼虫芽孢杆菌AS 1．430、球芽孢杆菌AS 1.1362、迟缓芽孢杆菌#50、苏云金芽孢杆菌松蠋亚种AS 1．294、地衣芽孢杆菌# 18和坚强芽孢杆菌#28。原生质体在DM3再生培养基上的再生率分别为0．1％一19．2％,转化效率分别为1．4×102一1．0×105转化子／μgDNA。转化效率低或未转化成功的菌株,其原生质体的再生率一般都很低或不能再生,有的菌株在形成原生质体后发生自溶。     

产L-谷氨酸工程菌株的诱变选育及其发酵效率

以高产L-谷氨酸的谷氨酸棒杆菌GY1为研究对象,采用ARTP进行全局诱变,进一步提高L-谷氨酸的发酵水平。首先,对谷氨酸棒杆菌GY1原生质体的制备及再生条件进行优化,接着,根据致死率选择最佳的ARTP处理时间,然后,采用96微孔板及摇瓶发酵的方式对突变株进行筛选,最后,对获得的优良突变株进行50 L罐发酵验证。结果显示,溶菌酶浓度为10.0 mg/mL,酶解90 min,原生质体形成率和再生率达到最佳。ARTP最佳处理时间为40 s,致死率达到89.6%,经过初筛与摇瓶复筛,获得突变株YAG117,其摇瓶发酵L-谷氨酸含量达16.3 g/L,较出发菌株提高13.9%,且连续传代五代遗传稳定。50 L补料分批发酵条件下,L-谷氨酸产量在36 h最高,达到216.6 g/L,较出发菌株提高12.9%,糖酸转化率达68.87%,比出发菌株提高了10.2%。ARTP处理GY1菌株原生质体,能够有效积累有利突变,提高突变株发酵生产L-谷氨酸的能力,获得的突变株YAG117也显示了较好的工业化应用潜力。     

克鲁维酵母种间原生质体融合的研究

乳酸克鲁维酵母(Kluyueromyces lactis Y12—1)和脆壁克鲁维酵母(K.fragilis8554)是乳糖酶生产菌株。应用原生质体融合技术进行了两菌株种问融合的研究。通过试验．原生质体形成及再生的最佳条件为：对数期的细胞,2％的蜗牛酶．30℃酶解30分钟．原生质体形成率90％以上,再生率20%左右。原生质体融合由聚乙二醇(PEG)诱导。K.lactisY12-l不能旋酵菊糖;K.fragilis 8554不能同化D－松三糖和麦芽糖;利用二菌株自身的营养缺陷性质获得融合子。融合子既能发酵菊糖又能同化D－松三糖和麦芽糖;融合子的DNA含量约为二亲株之和;融合子的菌落形态与亲株相比有一定差别．在以乳糖为碳源的培养基中,融合子的乳糖酶产量提高14一l6％;连续15次传代,融合子稳定。     

硅酸盐细菌和苏云金芽孢杆菌原生质体融合

具有解钾活性的硅酸盐细菌──胶质芽孢杆菌（R．mucilaginesus）W9－12与具有杀虫活性的苏云金芽孢杆菌（B．thuringensis）Bt179208原生质体质进行了融合。W9－12原生质体形成率为99．7％．再生率为24．9％,Bt179208原生质体形成率为99．9％,再生率为35％。以PEG为助融剂进行原生质体融合．得到56个融合子．融合率为5．92×10－6。融合子在双抗选择培养基上连续传代10次,得到12个稳定的融合子,生物测定表明,融合子既具有一定的杀虫活性又具有一定的解钾活性。     

原生质体融合技术构建棕榈油酸高产酵母菌株

采用原生质体融合技术进行产棕榈油酸酵母Saccharomy cescerevisiaeNo.12.926和产脂酵母RhodotorulaNo.12.908的融合研究,获得了棕榈油酸高产酵母工程菌株。实验结果表明,原生质体形成的最佳条件为:对数期酵母No.12.926和No.12.908用2%蜗牛酶于30℃分别酶解1.5和2h。在最佳条件下,酵母No.12.926和No.12.908原生质体形成率分别为94%和80%,再生率分别为75%和60%。原生质体融合由聚乙二醇诱导。将得到的融合子进行多次传代培养优选,获得了遗传性状稳定的融合菌株。融合子的生物量为亲株的两倍多,其细胞形态和菌落颜色与亲株有差别。产脂和产棕榈油酸分析表明,融合子的产脂量为菌体干重的48.53%,其中棕榈油酸占油脂总量的47.29%,为菌体干重的22.95%。     

碱性普鲁兰酶产生菌的原生质体制备与诱变选育

研究报道了Bacillus sp SX—12原生质体制备与再生最佳条件。实验表明,在液体完全培养基中加入2％的甘氨酸培养10h,原生质体制备最佳条件为：溶菌酶浓度0．5mg／mL,酶解温度37℃,酶解时间1．5h时原生质体形成率为93．8％。原生质体形成最佳高渗稳定剂为甘露醇,再生率26．4％。在原生质体制备的最佳条件下,用紫外线诱变技术选育产碱性普鲁兰酶的高产菌株。筛选到1株高产菌株SX—12C87,酶活由出发菌株的2．42μ／mL提高到6．87μ／mL,提高了约1．8倍。     

电融合技术选育能利用木糖和纤维二糖生产乙醇的菌株

以携带营养缺陷型标记的季也蒙假丝酵母(Candida guilliermondii s 208 Arg-)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae 314)为亲本,采用GH-40l型电诱导基因转移／细胞融合仪,用3个强度为18kV／cm,时程为10μs,间隔为1 s的高压电脉冲处理原生质体,营养互补的融合频率为3．6×10^-3。在选择和非选择培养基上连续传代20余次后,对得到的稳定的融合子进行分析比较,结果表明,它们是两亲株融合后形成的融台体。其中有两株融合子能利用木糖和纤维二糖生产乙醇,F－106利用D－木糖(2％)和纤维二糖(2％)生产乙醇的产量分别为3．1g／l和1．05g／l,F－308分别为0．2g／I和2．8g／l。     

电场诱导棘孢小单胞菌原生质体融合

以小诺霉素（Micromomicin,MCR)产生菌棘孢小单胞菌（Micromonosporaechinospora）为出发菌株,诱变筛选得到一株链霉素抗性菌株,抗性菌株的原生质体分别用紫外线照射和热处理致死,通过单亲致死原生质体融合,以链霉素为选择条件选出融合株,经摇瓶发酵并结合薄层层析扫描（ThinLayerCharamotography,TLC）分析,筛得4株MCR百分含量高于亲株的融合子,MCR百分含量达到90％,效价1076u／ml,分别比亲株提高15％和11％。     

紫外诱变原生质体选育赖氨酸高产菌株

以钝齿棒杆菌102S₂-58为出发菌株,在原生质体形成及再生的最佳条件下制备原生质体,并对原生质体进行紫外诱变处理,对大量的再生突变株进行发酵筛选．获得了高产稳定株102－100号,其发酵液经氨基酸自动分析仪测定L－赖氨酸积累量由出发菌株的5O．Omg／ml提高到80．8mg／ml,糖转化率达到63．88％．发酵液中主要副产酸——纈氨酸和蛋氨酸的量明显降低。     

庆大霉素产生菌棘孢小单孢菌原生质体形成、再生及融合重组的研究

在含0．3％甘氨酸的液体培养基中培养庆大霉素产生菌——棘孢小单孢菌,其菌丝形态有明显的改变,易被溶菌酶消化细胞壁而释放大量原生质体。菌丝的培养龄影响其相应原生质体的再生活性(即再生成菌落的能力)。以72h为最佳,48及120h菌龄的原生质体再生频率依次相当于72h的40％和10％左右。以PEG4000为融合剂。用直接法检出重组子,重组频率约为10～6,融合重组子中有一些菌株庆大霉素的摇瓶发酵效价在1900u／m1左右,比对照菌株有很大的提高。     

兽疫链球菌原生质体激光诱变及高产菌株筛选

探索了透明质酸(Hyaluronic acid)产生菌一兽疫链球菌(Streptococcus zooepidemicus)原生质体制备与再生的最佳条件。研究了酶浓度、酶解时间、高渗液的选择、预处理及高渗预培养等因素的影响。确定了最佳条件为：经1．2％甘氨酸预处理及高渗预培养共同作用2h后,用50U／mL溶菌酶,在NaCl高渗体系中,于39℃作用60min。在此条件下,原生质体形成率可达94．6％,再生率可达18．5％。用不同功率的He-Ne激光照射不同时间诱变原生质体,当功率密度为40mW／cm^2,照射时间为300s时,其致死率可达99．88％。从存活变异株中筛选出一株高产透明质酸菌株,其产量(2．21g／L)达原始菌株(0．49g／L)的4．5倍。     

构建高效降解胆固醇的融合乳酸菌的研究——(Ⅱ)原生质体融合及融合子的筛选

芽孢杆菌T12-1与嗜热链球菌ST及嗜酸乳杆菌C3进行原生质体融合,获得两株科间融合子S-T13-37和C-T24-8,它们对培养液中的胆固醇降解率分别为54%和78%.ST、C3和T12-1原生质体的再生率分别为10.5%、8.6%和11.2%,ST与T12-1原生质体科间融合率约为4.6×10-6;C3与T12-1原生质体科间融合率约为3.8×10-6.     

欧文氏菌和棒杆菌的属间隔合研究

研究了用原生质体融合技术获得欧文氏菌和棒杆菌的融合细胞,串联发酵Ｄ－葡萄糖产生２－酮基－Ｌ－古龙酸的第一步发酵菌株欧文氏菌ＳＣＢ２４７经０．８ｍｇ／ｍＬ溶菌酶酶解０．５ｈ后,原生质体的形成率和再生率分别为９９．８％和２７．８％。第二步发酵菌株棒杆菌ＳＣＢ３０５８经预处理后由１．３ｍｇ／ｍＬ溶菌酶酶解２ｈ,原生质体的形成率和再生率分别为９９．５％和５６．３％,用携带氨苄青霉素抗性标记的ＳＣＢ２４７和     

基于微电极阵列的微生物电融合

利用自主研制的梳状交叉微电极阵列细胞电融合芯片系统,研究微生物电融合。在酶解浓度1．5％、酶解温度33℃、酶解时间3h、酶解pH值6．0、0．8mol／L山梨醇的渗透压条件下,获得生成率和再生率分别为95．2％和8．9％的微生物细胞原生质体。在脉冲峰值电压50V、持续时间80μs、8个脉冲、间隔1s的电融合条件下,该原生质体通过电融合获得一株菌株其乳化性能从62％提高到85％。     

酿酒酵母和产朊假丝酵母原生质体的形成、再生及属间融合

使用由亚硝基胍诱变所得到的营养缺陷型作为单倍体融合亲株的核基因标记,同时也采用线粒体球红霉素抗性突变株的小菌落形式作为融合亲株的线粒体基因标记。酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和产朊假丝酵母(Candida utilis)两亲株原生质体的制备是用对数生长早期的细胞在蜗牛酶和0.7M KCl及β-巯基乙醇或二巯基苏糖醇的作用下完成的。二者的原生质体的形成率在30—60分钟内达到90—99％。原生质体再生率,酿酒酵母最高为29—35％,产朊假丝酵母为7.5％。两亲株的原生质体在35％PEG(M.W.6,000),10mM CaCl_2条件下被诱导融合。在基础培养基上,长出以营养互补为标记的融合菌株。融合频率为10~(-5)—10~(-6)。试验表明,这些融合菌株具有杂种的性质。其中一株杂合子在同化D-木糖、纤维二糖等的能力上比亲株明显增强。     

平菇种内原生质体分离与融合杂交育种技术的研究

将16个平菇资源品种的菌丝体,在25℃、pH5．8-6．0环境下,分别用1．5％溶菌酶加0．6mol／L KCl稳渗剂溶解其细胞壁2h,原生质体数得量最高。将获得的原生质体两两配对成39个组合,在30℃、pH9、0．6mol／L KCl稳渗剂、不加融合促进剂CaCl2和PEG6000的融合条件下,得到种内杂交融合子5株。其中4株融合子再生出菌丝体和子实体;同皿接种实验显示,新菌株与其双亲具明显的拮抗线。经栽培试验与生产示范,新育的“优生1号”品系表现适应性强,优质、丰产、抗杂、耐热。     

L-谷氨酸温度敏感突变株的选育

采用黄色短杆菌TJ1为出发菌株,根据代谢控制发酵原理,利用紫外线、硫酸二乙酯进行诱变,定向选育出具有寡霉素抗性、谷氨酸氧肟酸盐抗性的温度敏感突变株TMGO106。然后,以温度敏感突变株TMGO106和产酸率高（10.5%以上）的天津短杆菌TG961为新株,通过原生质体融合技术,成功地选育出了产酸率高的融合子CN1021（13．6g/dl,糖酸转化率达60％）,在6m^3发酵罐上中试其L－谷氨酸产量达14．6％,糖酸转化率达62．8％,并且该菌株系温度敏感型菌株,可用于谷氨酸强度发酵。     

种间双亲灭活原生质体融合选育高产Monacolin K红曲菌

为获得高产MonacolinK的红曲菌菌株,将经农杆菌介导转化获得的携带潮霉素抗性基因且以甘油为原料液态发酵高产MonacolinK的发白红曲菌H2和以大米为原料固态发酵产Monaco-1inK的烟色红曲菌9908作为亲本,对其原生质体分别进行热灭活及紫外灭活,然后对灭活双亲用PEG作融合剂进行原生质体融合。从融合子中选出有潮霉素抗性的突变株,通过发酵与亲本对比,筛选得到一株以大米为原料固态发酵高产MonacolinK的融合株F12．11,其MonacolinK产量达到8．73mg／g;较发白红曲菌H2与烟色红曲菌9908分别提高了100．23％和48．98％;一株以甘油为原料液态发酵高产MonacolinK的融合株F13-2,其MonacolinK的产量达到1752．46mg／L,较发白红曲菌H2与烟色红曲菌9908分别提高了32．98％和1979．33％。