《工业微生物学》课程教学课件（PPT讲稿）第十章 原生质体融合育种

第十章原生质体融合育种 2025/4/6

第十章 原生质体融合育种 2025/4/6 1

1953年，weibull等首次用溶菌酶处理巨大芽孢杆菌细胞 获得原生质体，并首先提出原生质体概念。 细胞壁被酶水解剥离，剩下由原生质膜包 围着的原生质部分称为原生质体。 20h70s以来，各种原生质体操作技术已成为工业微生物 育种的重要手段，并取得了较大成就。 2025/4/6 2

2025/4/6 2 1953年，weibull等首次用溶菌酶处理巨大芽孢杆菌细胞 获得原生质体，并首先提出原生质体概念。 1955年，Mcquillen首次发现巨大芽孢杆菌原生质体的再 生方法，使之恢复成正常细胞并能继续生长繁殖。 20th 70s以来，各种原生质体操作技术已成为工业微生物 育种的重要手段，并取得了较大成就。 细胞壁被酶水解剥离，剩下由原生质膜包 围着的原生质部分称为原生质体

常见原生质体育种方法： 原生质体再生育种 原生质体诱变育种 原生质体转化育种 原生质体融合育种 2025/4/6 3

2025/4/6 3 原生质体再生育种 原生质体诱变育种 原生质体转化育种 原生质体融合育种 . 常见原生质体育种方法：

原生质体融合育种 用水解酶除去遗传物质转移的最大障碍—细 胞壁，制成由原生质膜包被的裸细胞，然后用物 理、化学或生物学方法，诱导遗传特性不同的两 亲本原生质体融合，经染色体交换、重组而达到 杂交的目的，经筛选获得集双亲优良性状于一体 的稳定融合子。 近年来，该技术已成为生物界颇受瞩目的研究 领域，是细胞生物学中迅速发展的方向之一。 2025/4/6

2025/4/6 4 原生质体 融合育种 用水解酶除去遗传物质转移的最大障碍——细 胞壁，制成由原生质膜包被的裸细胞，然后用物 理、化学或生物学方法，诱导遗传特性不同的两 亲本原生质体融合，经染色体交换、重组而达到 杂交的目的，经筛选获得集双亲优良性状于一体 的稳定融合子。 近年来，该技术已成为生物界颇受瞩目的研究 领域，是细胞生物学中迅速发展的方向之一

研究表明，由聚乙二醇(PEG)诱导的原生质体 融合是微生物获得高频重组的主要方法，种内 的融合频率可高达27%，种间的融合频率也可 达10%，比常规的杂交重组频率提高数干倍以 上。 最近出现的电场诱导融合又将融合率提高10倍。 2025/4/6 5

2025/4/6 5 研究表明，由聚乙二醇(PEG)诱导的原生质体 融合是微生物获得高频重组的主要方法，种内 的融合频率可高达27％，种间的融合频率也可 达10％，比常规的杂交重组频率提高数千倍以 上。 最近出现的电场诱导融合又将融合率提高10倍

原生质体融合育种的优势： 第一，大幅度提高亲本之间重组频率。 不少链霉菌通过原生质体融合，其后代的重组率 达1%左右，比常规杂交高20-20000倍。如果 融合前结合紫外线处理，重组频率可达20%-30 %。 2025/4/6 6

2025/4/6 6 原生质体融合育种的优势： 第一，大幅度提高亲本之间重组频率。 不少链霉菌通过原生质体融合，其后代的重组率 达1％左右，比常规杂交高20－20000倍。如果 融合前结合紫外线处理，重组频率可达20％－30 ％

第二，扩大重组的亲本范围。 第三，亲本整套染色体参与交换，遗传物质转移 和重组较多，集中双亲本优良性状机会更大。 2025/4/6

2025/4/6 7 第二，扩大重组的亲本范围。 第三，亲本整套染色体参与交换，遗传物质转移 和重组较多，集中双亲本优良性状机会更大

原生质体融合育种原理与技术 原理：原生质体融合本质是二亲本菌株去除细胞壁后的 一种体细胞杂交育种方法。 两个具有不同基因型的细胞，采用适宜的水解酶去除细 胞壁后，在促融剂诱导作用下，两个裸露的原生质体接 触，融合成为异核体，经过繁殖复制进一步核融合，形 成杂合二倍体，再经过染色体交换产生重组体，达到基 因重组目的，最后对重组体进行生产性能、生理生化和 遗传特性分析。 2025/4/6 8

2025/4/6 8 原理：原生质体融合本质是二亲本菌株去除细胞壁后的 一种体细胞杂交育种方法。 两个具有不同基因型的细胞，采用适宜的水解酶去除细 胞壁后，在促融剂诱导作用下，两个裸露的原生质体接 触，融合成为异核体，经过繁殖复制进一步核融合，形 成杂合二倍体，再经过染色体交换产生重组体，达到基 因重组目的，最后对重组体进行生产性能、生理生化和 遗传特性分析。 原生质体融合育种 原理与技术

壁 高渗下) [A"B] [A*B] PG减电脉冲 稀释，涂皿 离心促即 使细胞壁再生 B 壁 高渗下)】 [AB*] 高渗下刊 B B [A-B*] 亲株细胞 原生质体 各种融合子 各种融合子影印接种检出[A】 长成菌落 融合子 →筛选忧良性状 的融合子 原生质体融合操作示意图 20257476

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原生质体融合育种步骤： 一直接亲本及其遗传标记选择 二双亲本原生质体制备与再生 三亲本原生质体诱导融合 四融合重组体（称为融合子）分离 五遗传特性分析与测定 2025/4/6 10

2025/4/6 10 原生质体融合育种步骤： 一 直接亲本及其遗传标记选择 二 双亲本原生质体制备与再生 三 亲本原生质体诱导融合 四 融合重组体(称为融合子)分离 五 遗传特性分析与测定