原生质体融合
原生质体融合一般包括标记菌株的筛选、原生质体的制备、原生质体的融合、融合子的选择、实用性菌株的筛选等。图4-9为原生质体融合的基本过程示意图。
图4-9 原生质体融合的基本过程 原生质体融合育种主要步骤如下:选择两个有特殊价值并带有选择性遗传标记的细胞作为亲本,在高渗透压溶液中,用适当的脱壁酶去除细胞壁,剩下的是由细胞膜包裹的原生质体。这时原生质体对溶液和培养基的渗透压非常敏感,必须在高渗透压或等渗透压的溶液或培养基中才能维持其生存,在低渗透压溶液中将会破裂而死亡。两种不同的原生质体在高渗透压条件下混合,在助融剂聚乙二醇(PEG)和Ca2+作用下,发生细胞膜的结合。在融合时两亲本基因组由接触到交换,从而实现遗传重组,再生的细胞菌落中就有可能获得具有理想性状的重组菌株。 原生质体自发融合的频率极低,为了提高原生质体的融合率,往往要加入助融剂——聚乙二醇(PEG)。PEG可使原生质体的膜电位下降,然后原生质体通过Ca2+交换而促进凝集。另外,PEG是一种脱水剂,由于脱水作用,扰乱了分散在原生质体膜表面的蛋白质和脂质的排列,提高了脂质胶粒的流动性,原生质体开始聚集收缩,相邻的原生质体融合的大部分面积紧密接触。开始原生质体融合仅在接触部位的一小块区域,形成细小的原生质桥,继而逐渐变大导致两个原生质体融合。 原生质体无细胞壁,易于接受外来遗传物质,不仅可能将不同种的微生物融合在一起,而且可能使亲缘关系更远的微生物融合在一起。原生质体易于受到诱变剂的作用,而成为较好的诱变对象。实践证明,原生质体融合能使重组频率大大提高。因此,通过此项技术能使来自不同菌株的多种优良性状,通过遗传重组,组合到一个重组菌株中。原生质体融合作为一项新的生物技术,为微生物育种工作提供了一条新的途径。现将原生质体融合过程简介如下。
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