微生物原生质体融合2

文章编号:100028551(2005)012075205综　述利用原生质体融合技术选育微生物菌种谭周进1　杨海君2　林　曙3　吴　铁3(11湖南农业大学生物安全科技学院,湖南长沙　410128;21湖南农业大学植物保护学院,湖南长沙　410128;31湖南农业大学动物科学院,湖南长沙　410128)摘　要:对原生质体融合技术的遗传标记筛选、原生质体的制备与再生、原生质体融合等的方法,以及原生质体融合技术在提高抗生素生产效价、酵母菌工程菌株的构建、多功能菌株的选育以及污水处理工程菌的构建等方面的研究情况进行了综述。

就原生质体融合技术在微生物育种技术上的应用前景进行了分析。

关键词:原生质体融合;菌种选育;生物技术PR OTOP LAST FU SION TECHN OLOG Y AN D MICR OBIA L BREE DINGT AN Zhou 2jin 1　Y ANG Hai 2jun 2　XI AO Qi 2ming 2　LI N Shu 3　W U T ie3(11College o f Bio 2safety Science and Technology ,Hunan Agricultural Univer sity ,Changsha ,Hunan ,410128;2.College o f Plant Protection ,Hunan Agricultural Univer sity ,Changsha ,Hunan ,410128;31College o f Animal Science ,Hunan Agricultural Univer sity ,Changsha ,Hunan ,410128)Abstract :Researches on selecting of genetic marks ,preparation and regeneration of protoplast ,protoplast fusion ,and the application of protoplast fusion technique in microbial breeding were reviewed.The antibiotics strain im provement ,construction of yeast engineer strain ,breeding of multi 2functional strain and construction of engineer strain to coping with waste water were als o included.The application of protoplast fusion technology in microbial breeding was analysed.K ey w ords :protoplast fusion ;strain breeding ;biotechnology收稿日期:2003211209作者简介:谭周进(1969-),男,博士,副教授,主要研究方向为微生物生态学与发酵工程。

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。

细菌原生质体融合实验步骤一、实验目的了解原生质体融合技术的原理。

学习并掌握以细菌为材料的原生质体融合技术。

二、实验原理原核微生物基因重组主要可通过转化、转导、接合等途径，但有些微生物不适于采用这些途径，从而使育种工作受到一定的限制。

1978 年第三届国际工业微生物遗传学讨论会上，有人提出微生物细胞原生质体融合这一新的基因重组手段。

由于它具有许多特殊优点，所以，目前已为国内外微生物育种工作所广泛研究和应用。

(一)、原生质体融合的优点(1)、克服种属间杂交的“不育性”，可以进行远缘杂交。

由于用酶解除去细胞壁，因此，即使相同接合型的真菌或不同种属间的微生物，皆可发生原生质体融合，产生重组子。

(2)、基因重组频率高，重组类型多。

原生质体融合时，由于聚乙二醇(PEG)起促融合的作用，使细胞相互聚集，可以提高基因重组率。

原生质体融合后，两个亲株的整套基因组(包括细胞核、细胞质)相互接触，发生多位点的交换，从而产生各种各样的基因组合，获得多种类型的重组子。

(3) 可将由其他育种方法获得的优良性状，经原生质体融合而组合到一个菌株中。

(4) 存在着两个以上亲株同时参与融合，可形成多种性状的融合子。

(二)、原生质体融合步骤(1)、选择亲本选择两个具有育种价值并带有选择性遗传标记的菌株作为亲本。

(2)、制备原生质体经溶菌酶除去细胞壁，释放出原生质体，并置高渗液中维持其稳定。

(3)、促融合聚乙二醇加入到原生质体以促进融合。

聚乙二醇为一种表面活性剂，能强制性的促进原生质体融合。

在有Ca2+ 、Mg2+离子存在时，更能促进融合。

(4)、原生质体再生原生质体已失去细胞壁，虽有生物活性，但在普通培养基上不生长，必须涂布在再生培养基上，使之再生。

(5)、检出融合子利用选择培养基上的遗传标记，确定是否为融合子。

(6)、融合子筛选产生的融合子中可能有杂合双倍体和单倍重组体不同的类型，前者性能不稳定，要选出性能稳定的单倍重组体，反复筛选出生产性能良好的融合子。

原生质体融合名词解释微生物学嘿，咱今儿个就来说说原生质体融合！你知道啥是原生质体融合不？这就好比是两个不同的“小世界”突然碰撞到了一块儿，然后产生了奇
妙的变化！
想象一下啊，微生物的世界里，有两个小小的家伙，它们就像是两
个独特的“小宇宙”。

一个带着自己的特点，另一个也有着别样的本领。

然后呢，通过原生质体融合，它们的“边界”消失了，它们的特质融合
到了一起！这难道不神奇吗？比如说，一个微生物有着超强的适应能力，另一个呢，有着特别厉害的代谢能力，这一融合，哇塞，那岂不
是得到了一个更牛的“超级微生物”！
咱再打个比方，这原生质体融合就像是搭积木，不同的积木块代表
着不同的微生物特性，把它们拼到一起，就组成了一个全新的、更有
意思的结构！这不就是在创造新的可能嘛！
在微生物学里，原生质体融合可不是随便玩玩的哦！科研人员们就
像是神奇的“魔法师”，他们通过各种手段，让这些微生物乖乖地进行
融合。

这可不是件容易的事儿啊，但他们就是能做到！
“哎呀，那这原生质体融合到底有啥用啊？”你可能会这么问。

嘿，
用处可大了去了！它可以让我们获得具有新特性的微生物，这些新特
性说不定就能解决好多大问题呢！比如说，能让微生物更好地生产我
们需要的东西，或者让它们更有效地处理一些污染物。

总之啊，原生质体融合就是微生物学里一个超级有趣、超级重要的概念！它就像是打开了一扇通往新世界的大门，让我们看到了更多的可能性！我觉得这真的是太酷啦！你难道不这么认为吗？。

原生质体融合微生物名词解释嘿，朋友们！今天咱来聊聊原生质体融合微生物。

这玩意儿可神奇啦！就好像两个小伙伴手牵手一起玩耍，然后变成了一个全新的厉害角色。

你想想看啊，微生物世界那也是丰富多彩得很呢！原生质体融合呢，就是让不同的微生物把它们最精华的部分拿出来，然后融合在一起。

这就好比是一场微生物界的大聚会，大家把自己的优点都带来，凑在一起，创造出一个更强大、更特别的存在。

比如说，有两种微生物，一种特别能分解某种物质，另一种呢，生命力超级顽强。

那通过原生质体融合，哇塞，新产生的微生物不就既有超强的分解能力，又有顽强的生命力了嘛！这多厉害呀！这就好像一个武林高手，既有绝世神功，又有金刚不坏之身。

原生质体融合可不是随随便便就能成功的哟！这得经过一系列精细的操作和巧妙的设计呢。

就跟盖房子一样，得先设计好图纸，然后一砖一瓦地认真搭建。

科研人员们就得小心翼翼地处理这些微生物，让它们乖乖地融合在一起。

而且哦，这原生质体融合之后产生的新微生物，那可是有着无限的可能性呢！它们可能会有全新的特性和功能，给我们的生活带来意想不到的惊喜。

说不定哪天就会出现一种能快速降解垃圾的超级微生物，让我们的环境变得干干净净；或者是一种能生产出神奇药物的微生物，让人们的健康更有保障。

这难道不令人兴奋吗？想想看，小小的微生物，通过这样神奇的技术，能变得如此强大和有用。

这就好像是一个魔法，能把普通的东西变得超级厉害。

咱们生活中的很多东西都可能跟原生质体融合微生物有关系呢。

食品、药品、环保等等领域，都可能有它们的身影。

它们就像是一群默默奉献的小英雄，在我们看不到的地方发挥着巨大的作用。

所以说呀，原生质体融合微生物真的是太有趣、太重要啦！我们可得好好了解了解它们，说不定哪天我们也能参与到这个神奇的领域中呢！让我们一起期待这些微生物给我们带来更多的惊喜吧！。

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。