食用菌原生质体技术的研究进展_鹿桂花

2008年18(1)                 生 物 技 术                       87

tosineMethylationwithinaPopulationofNewlyResynthesizedBrassicanapusAllopolyploids[J].PlantPhysiol,2006,140(1):336-348.[24]MadlungA,MasuelliR,WatsonB,etal.RemodelingofDNAmethyla-tionandphenotypicandtranscriptionalchangesinsyntheticArabidopsisallotet-raploids[J].PlantPhysiol,2002,129(2):733-746.

[25]SalmonA,AinoucheML,WendelJF.Geneticandepigeneticconse-quencesofrecenthybridizationandpolyploidyinSpartina(Poaceae)[J].Mol.Ecol.,2005,14(4):1163-1175.

食用菌原生质体技术的研究进展

鹿桂花,陈恒雷,吕杰,曾宪贤,张军

(新疆大学离子束生物工程中心,新疆乌鲁木齐830008)

摘要:综述了食用菌原生质体再生、诱变、融合技术以及原生质体技术与其他生物技术相结合的研究进展,提出了在现有研究中存在的问题,并展望了原生质体技术的发展趋势。

关键词:食用菌;原生质体;诱变;融合

中图分类号:Q813.2  文献标识码:A  文章编号:1004-311X(2008)01-0087-03

ReviewontheTechnologyofProtoplastfromEdibleFungus

LUGui-hua,CHENHeng-lei,LVJie,ZENGXian-xian,ZHANGJun

(IonBeamBio-engineeringCenter,XinjiangUniversity,Urumqi830008,China)

Abstract:Protoplasttechnique,methodofmutation,protoplastfusiontechniqueandthecombiningofprotoplasttechniqueandotherbiologytech-niqueswerereviewedinthispaper,thedeficienciesandthetendencyoftheresearchonprotoplasttechniquewasalsogeneralizedaswell.Keywords:ediblefungus;protoplast;mutation;protoplastfusion  原生质体技术是利用原生质体诱变、杂交、转基因等培育变异新类型的生物技术,主要包括原生质体再生、诱变和融合几方面。食用菌原生质体的最大优点之一就是其全能性较易得到,原生质体及其融合技术在食用菌遗传育种上应用已取得了可喜的成绩。食用菌原生质体技术同分子生物学相结合,开展RAPD、RFLP及PCR技术的应用、基因文库的构建、外源基因的导人和转化、DNA的分离纯化以及电泳技术等研究,取得了令人瞩目的进展。为此,作者从原生质体的再生、诱变、融合及其与生物技术结合等方面对原生质体技术在食用菌研究中的进展作一概述。

质体,选用适宜的再生培养基,在最佳培养条件下进行培养,可获得较高的再生率。此外,原生质体来源不同也会造成再生能力的差异,如来源于菌丝基部的原生质体其再生能力要差一些,甚至没有再生能力。1.3 原生质体诱变育种

在原生质体诱变中,诱变剂主要有两大类:物理诱变剂和化学诱变剂。从文献报道来看,选择物理诱变剂的较多,多数采用紫外线或γ射线。化学诱变剂主要采用亚硝基胍(NTG)、甲基磺酸乙酯(EMS)、硫酸二乙酯(DES)和亚硝基甲脲等。

食用菌菌丝为多细胞,不宜作诱变材料,担孢子虽是单细胞且大多是单核,但因其壁厚,诱变剂不易穿透,故诱变效果也不理想。去除细胞壁的原生质体对外界环境非常敏感,经诱变剂处理后很容易发生突变。

丝状真菌的原生质体诱变育种较晚。1986年,MukherjeeM.等对草菇的原生质体诱变选育高产品种,是首例丝状真菌原生质体诱变育种。1.4 原生质体融合技术

原生质体融合技术(细胞融合)是将两种不同遗传类型的原生质体彼此经过细胞核、细胞质、细胞器的融合,进行遗传重组再生为新类型。是利用酶法剥除细胞壁,制备出离体的原生质体,再在凝聚融合诱导剂和聚乙二醇(PEG)诱导下,裸露原生质融合,使两者基因相互接触、交换、重组,从而获得重组子。

原生质体融合可在相同接合型单倍体中发生,产生稳定二倍体,具备来自双亲的全部遗传信息,可以相同或不同接合型而融合,不受性因子限制。可省去接合型的选择步骤,也可直接用体细胞融合。它打破了性不亲合性造成的遗传障碍,从而为物种的远缘杂交开辟了广阔的前景。原生质体融合技术对缺乏或难以完成有性生殖的微生物更有特殊意义。

1 基本原理及理论

1.1 原生质体的定义

细胞内由原生质组成的各种结构统称为原生质体,包括细胞膜、细胞质(包括各种细胞器、细胞骨架系统及胞基质)和细胞核等部分,原生质体是由原生质特化而来。植物细胞即细胞壁内的原生质部分;动物细胞就是原生质体[1]。1.2 原生质体的制备与再生

1957年,Eddy等首次用蜗牛酶溶解酵母菌细胞壁,分离到原生质体。Emerson等于1958年用蜗牛酶和半纤维素酶得到了丝状真菌的原生质体,从而奠定了真菌原生质体技术的实验系统。1972年,Devies等成功分离裂褶菌原生质体,原生质体技术开始应用于食用菌研究领域。

在原生质体制备和再生过程中可以引起食用菌各种各样的变化,如菌落形态、菌丝生长速度、营养缺陷型或抗药性的回复突变、质粒的消失以及产量、质量等方面的变化。因此,原生质体形成和再生技术也可以作为菌种改良的一种手段。1.2.1 影响原生质体产量的因素

培养基成分、培养时间(菌龄)、培养方法、机械破碎处理、酶解液的配比、酶解时间、酶解温度、pH值及稳渗剂的选用等因素对原生质体的产量均有很大影响。1.2.2 原生质体的再生

原生质体的再生是重组决定性的第一步,包括原生质膜的再生和复苏,恢复萌发与生长。可以通过改善诸如培养方式、培养基成分、渗透稳定剂种类、浓度、培养温度及pH值等再生条件来获得高频率的再生。

多数研究证明,用对数期和稳定期之间的细胞制备原生

收稿日期:2007-09-02;修回日期:2007-11-12基金项目:国家发改委高技术产业化示范工程项目资助([2004]2077)作者简介:鹿桂花(1982-),女,硕士生,从事离子束生物工程与食用菌发酵及多糖研究;*通讯作者(Correspondingauthor):张军(1962-),男,博士,教授,E-mail:zhj@http://www.wendangwang.com。

2 在食用菌研究领域中的应用

2.1 原生质体诱变技术的进展

2.1.1 紫外诱变原生质体

紫外辐射是一种非电离辐射诱变剂,使用简便,效果显著,是诱变产生变种的重要途径。

[2]

张红梅等(2005)利用紫外线对杂色云芝原生质体进行诱变,获得一株高产漆酶突变株,比出发菌株的漆酶酶活提高了54.32%,而且突变株继代遗传稳定。

[3]

李艳红等(2006)对猴头菌原生质体进行了紫外诱变处理,从中筛选出诱变株HT65,其摇瓶液体发酵菌丝收率达到21.61g/L,明显高于原始菌株。

[4]

王岁楼等(2006)对一株产漆酶活性较高的灵芝原生质、,获得酶

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