通过原生质体融合改建酵母细胞的研究——Ⅴ.酿酒酵母与糖化酵母种间融合杂种的遗传分析

HU-KDP-185菌株是由单倍体糖化酵母与二倍体椭圆酿酒酵母经原生质体融合而获得的种间三倍体融合杂种。遗传分析表明,该杂种在遗传上是稳定的;在一般情况下,其产孢率为13.54%;但在特定预培养条件下,可提高到38.61%,即使在只含0.98%醋酸钾和0.186%KCl的HU-Li简易产孢培养基上,其产孢率也可达33.23%。用显微操作器解剖了202个4孢子子囊,得到376个四分子单孢株,其孢子成活率达46.53%;四分子的交配型出现A、a、AA、aa4种类型,没有发现有AAa交配型存在。四分子发酵可溶性淀粉的能力为1:2(发酵:不发酵);而遗传标记的分离比为野生型:营养缺陷型(包括hisˉ,argˉ,hisˉargˉ)约为1:1。     

克鲁维酵母与酿酒酵母属间原生质体融合构建高温酵母菌株

通过ＰＥＧ诱导碘乙酸灭活呼吸缺陷克鲁维酵母原生质体与酿酒酵母原生质体融合,获得４５℃发酵产酒率高达８．７％的高温酵母菌株ＡＹ００６。线粒体缺失和氯霉素抑制可显著降低高密度原生质体回复抑制效应。对融合子菌落形态,同工酶性质和高温发酵等方面分析,融合株表达了耐温和高产酒率双亲优良性状,证实其杂种特征。     

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。     

耐温酵母与酿酒酵母的属间融合及融合株的高温乙醇发酵

利用原生质体融合技术进行耐温的克鲁维酵母（Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ Ｙ０３４）与酿酒酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｕｉｓｉａｅ Ａ００１） 的属间融合,获得属间隔合子ＡＹ０６８。该融合株在４５℃下进行高温乙酵发酵,结果表明融合株表达了双亲耐温和产酒率高的特性。通过正交试验优化培养基成分,表明蛋东用量对菌体热抗性差异显著。比较了不同温度条件下,菌体生物量、糖利用率、ｐＨ因素与酒精产率的     

酿酒酵母与糖化酵母的种间原生质体融合及其融合子的鉴定

本文报道了酒精生产菌株K氏酿酒酵母Sacchormyces cerevisiae var.ellipsoideus的HUK-1(his-,二倍体,但在我们所试的5种产孢培养基上均不产孢)与糖化酵母Sac—charomyces diastaticus 7c(arg-,a)的种间原生质体融合,其营养标记互补的融合频率约是2．07×10^-6—3．40×10^-5。这些融合子曾在选择培养基MMs或Mmo上连续传代10次,以促进两亲核的融合。融合子的酒精发酵特性,细胞形态、体积大小、DNA含量、繁殖速率、发酵强度以及产孢能力等方面的观察和测定结果表明,均不同于双亲菌株。用显微操作器解剖了个别原养型融台子HU—KDF—185的4孢子子囊,在获得的93个单孢株中,其淀粉发酵特性和遗传标记均有双亲类型的分离或重组现象。上述实验结果充分证明了不同倍性的酵母之间可以通过原生质体融合获得种间杂种。     

原生质体融合获得柑桔种间体细胞杂种

粗柠檬(Citrus jambhiri Lush)叶肉原生质体与哈姆林甜橙(C.sinensis L.Osbeck)胚性悬浮细胞系原生质体经PEG诱导融合,培养7天时原生质体恢复分裂。再生的胚状体在含有GA_3的培养基中萌发出茎芽。茎芽经生根诱导成为完整植株。对首批再生的5棵植株进行染色体检查,结果表明,全为四倍体,2n=4x=36。淀粉胶电泳分析过氧化物酶同工酶,结果显示这5棵植株为体细咆杂种。粗柠檬和哈姆林甜橙在该位点上均为同质结合,基因型分别是MM和FF。体细胞杂种含有双亲的酶带,基因型为MMFF。杂种植株生长旺盛,根系发达,叶片及植株形态介于双亲之间。本文对其作为砧木品种的可能性等问题作了讨论。     

微生物原生质体融合育种技术及其应用

工业微生物菌种选育在发酵工业中占有重要地位。微生物原生质体融合(microbial protoplast fusion)技术具有重组频率高、受结合型或致育型限制小以及遗传物质传递完整等优点,是微生物育种最常用的方法之一。结合相关研究进展,分析了原生质体融合技术的组成,包括制备、再生、融合的影响因素以及融合子的筛选方法,重点评述了原生质体融合技术应用在微生物育种中的最新进展,以及微生物原生质体融合技术的发展前景。     

利用原生质体融合技术选育防治植物病虫害的基因重组菌株

本试验选用抗菌蛋白产生菌枯草芽孢杆菌(B.subtilis) TG26和晶体蛋白产生菌苏云金芽孢杆菌(B.thuringiesis subsp,pacifeus) AS1.904的营养缺陷型衍生株,在聚乙二醇的诱导下进行原生质体种间融合,获得了表现双亲遗传性状的种间融合菌株。融合率为7.52×10~6,融合子经传代10次,稳定率为19.5%。融合菌株的菌落和细胞形态与亲本株明显不同。通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,融合菌株表达了亲本的抗菌蛋白和毒素蛋白。抑菌杀虫试验表明,融合重组菌株具有抑制多种植物病原菌和毒杀鳞翅目幼虫的能力。     

Variety of Hybrid Characters among Recombinants Obtained by Interspecific Protoplast Fusion in Streptomycetes

To discover whether the protoplast fusion method is useful or not for interspecific breeding, some methods were devised, and the appearance of various hybrids with different characters and the change of antibiotic activities in the recombinants obtained by the protoplast fusion were investigated. The purification of protoplasts, the choice of parental natural characters as selection markers, and the adoption of a replica method for selecting all types of recombinants were devised and used for these experiments. Protoplast fusion was done between S. griseus KCC S-0644 and each strain of 5 species that were clearly different species from S. griseus, in addition to being streptomycin sensitive (SM^s) and capable of L-arabinose utilization for growth (Ara⁺). Recombinants (SM^r, Ara⁺) obtained by protoplast fusion displayed a great variety of hybrids in their taxonomic characters, e.g., 21 recombinant strains obtained by the cross between S. griseus and S. griseoruber consisted of 14 types of hybrids. Antibiotic productivity was examined in all recombinants obtained. Although both parental species produced their respective antibiotics, 60% of the recombinants did not produce any antibiotic and 24% produced different antibiotics from those of their parents. Among those recombinants, it was also found that the distribution of the productivity of each antibiotic among the recombinants was entirely different from that of the allelo-character in each taxonomic feature.     

Pollen-Mesophyll Protoplast Fusion and Hybrid Plant Regeneration in Nicotiana

Isolated pollen protoplasts of Nicotiana tabacum L. N364 Km+ were fused with mesophyll protoplasts of N. rustica L. using PEG-high Ca/pH method. The cells resulted from fusion between immature (early-middle bicellular) pollen protoplasts and mesophyll protoplasts could divide to produce microcalli and regenerated plantlets when cultured in a selection KM8p medium containing 50 g/L kanamycin. Four plantlets were regenerated. The isoenzyme patterns of leaf peroxidases of these plantlets had bands characteristic of both parents. Root-tip squash showed that the gameto-somatic hybrids had the expected triploid chromosome number. Aside from these kanamycin-selected plantlets, six of the twenty-one plantlets that had not undergone selection were also evidenced to be gameto-somatic hybrids.     

细胞融合与植物细胞质雄性不育性状改良

原生质体融合技术不仅可以实现核基因组的重组,而且可以实现胞质基因组的重组,为转移由线粒体DNA或叶绿体DNA控制的性状提供了一条捷径。本文综述了获得胞质杂种的方法及其原理,细胞融合在胞质转移及创造新的细胞质雄性不育(CMS)资源上的研究进展及其应用情况,以及CMS在有性后代中的遗传规律,探讨了此育种途径的优势及其在木本果树无籽育种上的应用。     

原生质体融合构建高效产脂肽工程菌

芽孢杆菌因其可产生多种生理活性物质,在环境污染修复、生物防治、微生物采油等领域具有广阔的应用前景。莫哈韦芽孢杆菌Bacillus mojavensis JF-2和解淀粉芽孢杆菌B. amyloliquefaciens BQ-6是从油田筛选出的产脂肽类表面活性剂菌株, 但在微生物采油实际应用中受到氧气浓度、盐度及pH的限制。原生质体融合是改变微生物代谢功能的一种简便有效的方法,以上述两株芽孢杆菌为对象,利用4因素3水平正交试验来探索菌龄、溶菌酶浓度、酶解温度和酶解时间对原生体制备、再生的影响。此外,对两菌株进行了双亲灭活原生质体融合,通过筛选得到了一株工程菌HY-4,并对其进行了初步的评价。结果表明:菌龄、溶菌酶浓度和酶解时间显著影响芽孢杆菌原生质体制备率及再生率(P<0.05),且在溶菌酶处理前用生理盐水多次洗涤菌体细胞,可提高制备率。两种芽孢杆菌原生质体制备及再生的最优条件均为:菌龄7 h、溶菌酶浓度2.5 mg/ml、酶解时间30 min、酶解温度42 ℃。融合子HY-4的最高耐盐度为15%,可耐50 ℃高温,代谢产脂肽的pH范围为4.0~9.5,且在好氧及厌氧条件下均能够代谢产脂肽,在厌氧条件下生长迅猛(细胞干重>1.6 g/L)。综上所述,融合子HY-4具有较大的应用潜力,该研究为芽孢杆菌的遗传育种打下了方法学基础,并对驱油微生物菌种的选育具有指导意义。     

二元融合子与荧光假单胞菌耐药性遗传标记的筛选

应用定性和定量药物敏感性试验与诱变相结合,筛选出荧光假单胞菌56-12-10菌株的遗传标记为链霉素抗性,二元融合子AM-1菌株的遗传标记为环丙沙星抗性,确定了在这两种细菌原生质体融合试验中,选择培养基中链霉素的应用浓度为300Iu/ml,环丙沙星应用浓度为100Iu/ml。     

产谷氨酸棒杆菌B9和T6—13的原生质体融合

棒杆菌Ｂ９和Ｔ６—１３两菌株经ＵＶ变处理得到Ｂ９—２（ＳｍＲ）和Ｔ６—１３—３（ＲｉｆＲ）两菌株,以此两菌株做为出发菌株。将对数前期的培养细胞经青霉素予处理及酶解制备原生质体,用４０％ＰＥＧ６０００为助融剂,进行原生质体融合。用间接法检出具有Ｓｍ、Ｒｉｆ抗性的融合子。融合频率为６．５５×１０－６－１．６４×１０－５,融合子双抗性稳定,产谷氨酸,经摇瓶实验筛选出一株产谷氨酸明显高于亲本的融合子ｆｕ３６。