原生质体融合育种共61页文档
- 格式:ppt
- 大小:4.52 MB
- 文档页数:61
原生质体融合育种摘要原生质体融合育种克服了远缘杂交不亲和的障碍,可以提高重组频率,使得遗传物质的交换、传递更完整,成为微生物育种的一种重要方式。
其过程包括原生质体制备和再生、原生质体融合以及融合体检出等步骤。
在每个步骤中均要考虑到其应注意的因素,从而提高原生质体育种的效率,达到快速育种的目的。
因原生质体融合育种的优势,其在多功能菌种选育、工程菌选育和工业生产育种等方面应用广泛。
关键词原生质体制备融合育种原生质体再生融合体检出引言传统的杂交育种具有一定的局限性,需要受到亲和力的影响,并且要求亲本有性的分化,而原生质体育种则克服了这些缺点。
当细菌细胞壁被剥离,剩下由原生质膜包围的原生质部分称为原生质体。
原生质体融合是指通过人为的方法,使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合,借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。
[1]原生质体融合不受种属限制,能够完整的传递遗传物质,使得重组几率提高进而提高育种速度。
[1-2]育种步骤可分为五大步骤:直接亲本及其遗传标记的选择、双亲本原生质体制备和再生、亲本原生质体诱导融合、融合重组体分离、遗传标记分析和测定。
1.亲本遗传标记的选择进行原生质体融合的双亲本一般要携带遗传标记,以顺利地筛选到融合子。
常用营养缺陷型、抗性、荧光染色、温度敏感性、孢子颜色、菌落形态等作为标记。
其中营养缺陷型是常用而有效的选择手段。
[3]2.原生质体制备制备原生质体是融合育种的前提,为了制备原生质体,需要将包围细胞的细胞壁去除掉。
去壁的方法很多,主要有机械法、酶法和非酶法,现在使用较多的是酶法。
[4]2.1酶法制备原生质体的条件(1)菌体年龄微生物的生理状态决定了原生质体的形成,而菌龄明显影响了原生质体的形成率,菌龄过长不利于释放原生质体,过短则菌丝体容易破裂。
丝状真菌一般选择年轻的尖端生长点的菌丝;细菌与霉菌一般采用对数生长期,而放线菌以对数期到静止期的转换期为好。
[5](2)稳定剂原生质体由于失去了细胞壁因此对环境十分敏感,渗透压尤为重要。
第二节原生质体融合育种一. 原生质体融合育种的特点原生质体融合就是将两个亲株的细胞壁分别通过酶解作用加以剥除,使其在高渗环境中释放出只有原生质膜包被着的球状原生质体,然后将两个亲株的原生质体在高渗条件下混合,由聚乙二醇(PEG) 助融,使它们相互凝集,通过细胞质融合,接着发生两套基因组之间的接触、交换,从而发生基因组的遗传重组,就可以在再生细胞中获得重组体。
原生质体融合技术具有7 个方面的优点:杂交频率较高:由于原生质体没有细胞壁的障碍,而且在原生质体融合时又加入了融合促进剂PEG ,所以微生物原生质体间的杂交频率都明显高于常规杂交方法。
已知霉菌与放线菌的融合频率为10 -3 ~10-1,细菌与酵母的融合频率亦达到10 -3 ~10-6。
受接合型或致育性的限制较小:由于两亲株中任何一株都可能起受体或供体的作用,因此有利于不同种属间微生物的杂交。
另外,由于原生质体融合是和“性”没有关系的细胞杂交,所以其受接合型或致育性的限制比较小。
重组体种类较多:由于原生质体融合后,两个亲株的整套基因组之间发生相互接触,可以有机会发生多次交换,所以可以产生各种各样的基因组合而得到多种类型的重组体。
遗传物质的传递更为完整:由于原生质体融合是两个亲株的细胞质和细胞核进行类似合二为一的过程,因此遗传物质的交换更为完整。
原核微生物中可以得到将两个或更多个完整的基因组携带到一起的融合产物,放线菌中甚至能形成短暂或拟双倍体的融合产物,而在真菌中能形成短暂的或稳定的杂合二倍体甚至三倍体或四倍体等多倍体。
可获得性状优良的重组体:与其它的育种方法相结合,将从其它方法获得的优良性状通过原生质体融合再组合到一个单株中。
例如,唐沢昌彦等将氨基酸生产菌AJ3419(AEC r+ile-)与Bl-4(AHV r +lys-) 的原生质体融合,获得了苏氨酸高产菌AJ11812(AEC r+AHV r+ile-+lys-) ,该菌的苏氨酸产量较亲株提高了1 倍。