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茯苓灭活原生质体融合育种研究



全 文 :中草喃 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第1I期2006年11,El·1733·
测到黄酮合成并且量略有提高。已知灯盏乙素是灯
盏花中的有效成分之一[13|,它是一个由黄酮苷元和
糖基配体组成的黄酮类化合物,在次生代谢中以终
产物的形式存在。在毛状根培养物中检测到大量黄
酮存在而灯盏乙素的量很低,这可能与毛状根中合
成灯盏乙素下游相关的代谢调控酶有关,笔者将在
已建立的短葶飞蓬毛状根转化体系的基础上进一步
开展灯盏乙素生物合成关键酶的研究。
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茯苓灭活原生质体融合育种研究
梁清乐,王秋颖。,曾念开,王怀凯
(中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所,北京 100094)
原生质体融合是一项重要的生物工程技术,近
30年来发展迅速,该技术比基因工程法和原生质体
转化法简便易行,可以克服传统育种法中细胞壁和交
配系统对育种的障碍,实现种间、属间以至远缘的杂
交。由于原生质体融合是整套基因组连同细胞在内的
其他组分一起融人另一细胞,就为遗传物质的充足和
有效表达提供了更多的机会,且并不需要预先了解有
关基因组或单个基因太多的具体细节,就能改变物种
的生物学特性,获得新品种,甚至可以通过将几个优
良品种的融合而将多种优良性状组合到单个菌株中,
所以,这是一个有可能在较短时期内取得明显成效的
育种方法[1],并被广泛应用于微生物遗传育种工作
中[2]。灭活原生质体融合是对原生质体融合技术的重
大发展。自1977年以来,人们开始了用灭活原生质体
进行微生物融合育种的尝试[3]。
茯苓Poriacocos(Fr.)wolf是传统名贵中药,
近年来,茯苓菌种退化严重,给生产带来巨大的损
失。笔者在对茯苓原生体制备与再生条件进行探索
的基础上H],通过原生质体融合技术,得到了茯苓融
合重组子,并对融合子进行了初步的鉴定。
1材料和方法
1.1 出发菌株:Z,。一:为中国医学科学院中国协和医
科大学药用植物研究所真菌室保藏;Z。∽来自福建
三明真菌研究所。
1.2培养基
1.2.1斜面培养基:麦麸5%(水煮0.5h,滤过,取
滤汁),葡萄糖2%,磷酸二氢钾0.3%,硫酸镁
0.15%,VB0.001%,琼脂1.5%,pH值6.5。
1.2.2发酵培养基:麦麸5%(水煮0.5h,滤过,取
滤汁),葡萄糖2%,磷酸二氢钾0.3%,硫酸镁
0.15%,VB0.001%,琼脂1.5%,pH值6.5。
1.2.3再生培养基:马铃薯10%(水煮0.5h,滤
过,取滤汁),酵母粉0.3%,蛋白胨0.5%,葡萄糖
2%,磷酸二氢钾0.2%,硫酸镁0.1%,硫酸铵
0.1%,VB0.001%,琼脂条1.5%(煮溶)。
1.2.4高渗再生培养基:再生培养基中加入0.5
收稿日期:2006—03—06
*通讯作者王秋颖Tel:(010)62818260E~mail:qywang@implad.ac.en
万方数据
·1734· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第11期2006年11月
mol/l。甘露醇作为稳渗剂。
1.3试剂:0.1mol/LTris一0.1mol/LEDTA,0.1
mol/LTris一0.1mol/LEDTA配制的0.2%巯基乙
醇;稳渗剂KCl,NaCl,甘露醇,蔗糖;50mmol/L
CaCI。30%聚乙二醇(PEG6000)(北京欣经科试剂
公司);溶壁酶(广东省微生物研究所);蜗牛酶(北京
欣经科试剂公司)。
1.4原生质体的制备
1.4.1酶液制备:用灭菌的0.5mol/L渗透压稳定
剂配制,酶溶解后5000r/rain离心10min去掉沉
淀杂质,上清液用0.22”m微孔滤膜滤过除菌,4‘C
冰箱中保存备用。
1.4.2菌种培养:将菌株z,蚴、z,¨从试管斜面挑
取数小块,分别接种于150mL麦麸液体培养基中,
28℃下摇床培养7d,然后滤过收集菌丝,用无菌水
冲洗后,用研钵磨,取Z协:、Z协。各10mL分别再接
入150mL新培养基中培养,温度为28C,做以下
处理。
1.4.3制备:分别取培养72h的Z。㈣,培养56h的
Z,∽菌丝,铜网滤过收集菌丝,用无菌水将菌丝冲洗
干净,用0.1mol/I。Tris一0.1mol/I。EDTA冲洗
后,0.2%巯基乙醇处理30min,温度为28C,振
荡,用铜网收集菌丝,用0.5mol/l。甘露醇冲洗,将
收集的菌丝在1500r/rain下离心10min,称取
0.25g菌丝体加上1mol3%酶液,28℃振荡酶解2
h,铜网滤过,滤液离心500r/min,5min2次,去掉
菌丝段,3500r/min下离心10min,得到沉淀即为
原生质体,然后将沉淀用稳渗剂洗涤离心2次,并用
血球记数板计数。
1.5原生质体再生:采用0.5mol/L甘露醇,作为
稳渗剂加入到完全培养基中,取制备好的原生质体
0。1mI。涂皿,使每皿原生质体数目达到104个/
mL,28’C下培养,观察平皿中的再生菌落数,计算
再生率。
l,6原生质体灭活与融合嘲:取Z,呲原生质体悬浮
液10mI。,58‘C水浴30min,检测存活率为0;取
Z。∽原生质体悬浮液10mI,倒入直径9cm无菌平
皿中,在30W紫外灯管正下方30cm处,打开皿盖
照射灭活处理10min,检测存活率为0。
将两亲株灭活的原生质体各取1mL混合到无
菌带塞的离心管内,加入1mL预热的聚乙二醇
2000r/rain离心20min,28‘C温浴30min,加入数
毫升稳渗剂,离心洗涤,25℃预培养24h,取0.1
mL涂于高渗的融合再生培养基。
1.7融合株的分析
.7.1形态学分析:将充分活化的融合株及亲株转
接于固体平板上,30℃恒温培养后,观察菌落形态。
1.7.2亲和性分析:将充分活化的融合株及亲株转
接于固体平板上,亲株接于平皿两旁,融合株接于中
间,相距2cm;于30℃、黑暗条件下进行培养;至两
个菌株的菌丝长满培养皿,观察不同菌株菌落之间
菌丝交界处的反应类型。
1.7.3酯酶同工酶的分析:参照文献方法进行[6],
通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分析融合株与双亲株酯酶
同工酶的差异。
2结果与分析
2.1 灭活原生质体融合频率:Z。。一:和Zm。原生质体分
别采用热灭活和紫外线灭活法处理,混合后在聚乙二
醇诱导下发生融合,融合后重组频率为4×10~。
2.2融合株的性状分析
2.2.1形态学分析:将充分活化的融合株及亲株转
接于固体平板上,30℃恒温培养后,对它们之间的
形态学特征进行了比较(图1)。
融合子的菌丝要比两亲本都要白,而且菌落菌
丝致密,气生菌丝浓密。其菌落性状、气生菌丝量要
优于两亲本,说明两亲本的基因在融合子中发生重
组,表现出了优于两亲本的性状。
A一亲率西株Zlo2 B一融合菌株RC一亲本菌株Zlo_3
A-parentstrainZ¨02 B一{usantR C—parentstrainZlo一3
围1融合子与两亲本菌株的菌落性状
Fig.1Colonycharacteristicsoffusant
andtwoparentstrains
2.2.2亲和性分析:通过融合子与两亲本间的拮抗
反应,可以看到融合子与两亲本之间有明显的拮抗
线,说明融合株有新的基因产生,而与两亲本有明显
的不同,证实融合子为新的菌株。
2.2.3酯酶同工酶分析:从双亲株与融合子的酯酶
同工酶结果来看,融合株和双亲株的酶带有明显的
不同,融合子的酶带明显多于双亲;融合株与双亲株
的主要酶带相同,但其酶带加深明显,而且融合株出
现了两条新的酶带(图2)。
对融合菌株进行同工酶分析能直接反映出融合
万方数据
中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第11期2006年11月·1735·
A一融合子R
B一亲本菌株Zlo-2
C一亲本菌株Z10一3
A—fusantR
B—parentstrainZ10—2
C—parentstrainZ,o一3
图2隧酶同工酶酶谱
Fig.2Zymogramsofesteraseisozymes
菌株的遗传背景及双亲株的关系。从酶谱中发现,融合
株的同工酶谱中存在双亲株的特征性酶带并有新的酶
带产生,说明融合菌株同时具有来自双亲株的基因组,
而且融合过程中双亲株的基因发生重组,引起同工酶
基因间的抑制表达发生变化或有新酶基因的产生。
2.3 融合重组子分析:茯苓菌种采用灭活原生质体
融合技术可以获得理想的杂交新菌株。双亲灭活原
生质体融合的特点是可以省去遗传标记菌株的筛
选,还有利于排除双方亲本类型的再生菌株,便于选
择融合重组子[7]。原生质体灭活主要包括3种不同
的方式:热灭活、紫外线灭活以及化学灭活。热灭活
是目前采用最广泛的手段。但热灭活必须配合其他
灭活方式,温度对双亲菌株原生质体作用位点在不
同细胞中差异很小,灭活后致死损伤部位基本相同,
不能做到互补融合,而得不到融合子再生菌株。双亲
原生质体均用紫外线灭活处理。大剂量的UV处理
在不同位点上损伤DNA,因而有可能使融合子的某
些代谢途径受到干扰,最终影响生产中产量,但紫外
线灭活法的优点是可以刺激双亲菌株基因组间的交
换。因此,在试验过程中,Z。。一。选用原生质体热灭活,
z,∽选用原生质体紫外线灭活,融合后双亲原生质
体损伤部位得到互补,就很容易从再生平板上挑选
出融合子再生菌株。
利用该方法笔者已选出融合子再生菌株,并通
过形态学、亲和性、酯酶同工酶分析,确定该再生菌
株为双亲融合子;该菌株是否为优质高产菌株,还有
待于进一步生产中试验结果来证明。
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不同部位、不同产地南五味子中木脂素类成分的比较
徐丽华1‘2,梁春霞3,孙萌2,李桂凤3,余伯阳H
(1.中国药科大学中药学院,江苏南京210009;2.苏州大学药学院,江苏215007;
3。苏州市恩源医药科技有限公司,江苏苏州 215011)
南五味子为木兰科植物华中五味子Schisandra
sphenantheraRehd。etWils。的干燥成熟果实。性
味酸、甘、温,归肺、心、肾经,具有收敛固涩、益气生
津、补肾宁心的功效。用于久嗽虚喘、津伤口渴、短气
脉虚、心悸失眠等症[1]。南五味子主要分布于华中、
西南等地,其化学成分主要有挥发油、木脂素、三萜、
多糖、有机酸等[2“]。木脂素类成分是南五味子的主
要活性部位[6’7],其中五味子甲素、乙素、酯甲、醇甲
具有降酶保肝活性,五味子乙素、醇甲具有安神作
用,本实验采用HPLC法检测了南五味子果肉、种
皮、种仁中五味子甲素、乙素、酯甲及醇甲的量,并用
紫外一可见分光光度法检测了总木脂素的量,同时检
测了5个不同产地南五味子中五味子甲素、乙素、酯
甲、醇甲及总木脂素的量。检测结果显示,检测部位
收稿日期:2006—01—13
作者简介:徐丽华(1968一),中国药科大学博士研究生,苏州大学药学院讲师,主要从事中药和天然药物研究。
*通讯作者余伯阳 E—mail:boyangyu@yahoo.corn.an
万方数据
茯苓灭活原生质体融合育种研究
作者: 梁清乐, 王秋颖, 曾念开, 王怀凯
作者单位: 中国医学科学院,中国协和医科大学药用植物研究所,北京,100094
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2006,37(11)
被引用次数: 3次

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