Protoplast Fusion in Aspergillus niger Strains Accumulating Citric Acid
- 作者
- L. Martinkova, M. Musilkova, E. Ujcova, F. Machek, L. Seichert
- 单位
- Department of Microbial Technology, Institute of Microbiology, Czechoslovak Academy of Sciences, 142 20 Prague 4
- 杂志
- Folia Microbiologica（1990）
- DOI
- 10.1007/BF02820771
- 所属领域
- 发酵工程
- 关键词
- 阅读原文
- 查看 PDF 原文
解决的核心问题
传统诱变育种容易导致菌株变异度降低，准性杂交则存在杂交频率低和菌株不亲和等问题，需要开发更高效的黑曲霉柠檬酸生产菌株育种方法
研究策略
利用聚乙二醇（PEG）和钙离子处理两个营养缺陷型黑曲霉菌株的原生质体，诱导原生质体融合，形成异核体并分离杂合二倍体，然后在甜菜糖蜜培养基中筛选柠檬酸高产菌株
核心内容
针对传统诱变育种变异度降低及准性杂交频率低、菌株不亲和等问题，研究者以两株营养缺陷型黑曲霉（97A/61和137）为材料，采用聚乙二醇和钙离子诱导其原生质体融合，形成异核体并分离杂合二倍体，进而在甜菜糖蜜培养基中筛选柠檬酸高产菌株。结果显示，PEG处理后原生质体再生率由47.1%和67.9%显著降至6.5%和7.3%，融合频率为0.67%；异核体孢子中产生原养型孢子的频率低至1.2×10⁻⁶。获得的最优杂合菌株（如97/137/14和97/137/15）孢子直径达5.0–6.6 μm，确认为二倍体，其柠檬酸产量较高产亲本提高约15%，而异核体最大增幅仅为4.6%。该工作证明原生质体融合实现二倍体化是改善黑曲霉深层培养柠檬酸生产能力的有效途径，为柠檬酸工业菌株的选育提供了新方法。
创新点
将原生质体融合技术应用于柠檬酸积累黑曲霉菌株的育种，在深层培养条件下获得了柠檬酸产量较亲本提高约15%的杂合二倍体菌株
研究对象（2）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Aspergillus niger 97A/61 | 柠檬酸生物合成 | — | — | 催化 | 精氨酸营养缺陷型突变株，由产柠檬酸原养型菌株97经UV诱变获得 |
| Aspergillus niger 137 | 柠檬酸生物合成 | — | — | 催化 | 烟酰胺营养缺陷型突变株，由产柠檬酸原养型菌株84/151经UV诱变获得 |
关键发现
- 原生质体经PEG处理后，在完全培养基上的再生率从47.1%和67.9%分别降至6.5%和7.3%
- 融合频率为0.67%（6.7×10^-3）
- 异核体孢子中产生原养型孢子的频率为1.2×10^-6
- 杂合菌株中柠檬酸产量最高的比高产亲本菌株高约15%
- 异核体中最大产量增幅为4.6%
- 最好的原养型菌株97/137/14和97/137/15的孢子直径为5.0-6.6 μm和5.0-5.8 μm，表明为二倍体
研究结论
通过原生质体融合实现二倍体化，是改善黑曲霉深层培养柠檬酸生产能力的有效途径