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杂合二倍体的研究
更新时间:2015-11-30   点击次数:3400次

(1)杂合二倍体的形成和诱发杂合二倍体是由两个不同遗传型的单倍细胞核融合产生的。杂合二倍体就在异核体菌落表面上形成与异核体菌落颜色不同的角变(扇形)或斑点分生孢子。挑取角变或斑点上的孢子,进行分离纯化,可以得到纯杂合二倍体的菌株。异核体自发核融合而形成杂合二倍体的频率极低,常以人工诱发方法来提高频率。采用天然樟脑蒸气熏蒸或紫外线处理异核体的菌丝或者分生孢子,然后再继续培养是常用的方法。

(2)杂合二倍体的检出 杂合二倍体常常在异核体菌落上以角变或斑点形态出现,这种角变或斑点往往是野生型亲本的孢子颜色或菌落结构而区别于异核体。用接种针挑取它们上面的分生孢子,再用自然分离的方法进行分离、纯化,即可获得杂合二倍体。还可以将大量异核体孢子分离于基本培养基平板上从中长出野生型原养性菌落,将其挑出分离纯化.即得杂合双倍体。由于杂合二倍体是霉菌准性生殖过程中的重要组成部分,也是杂交育种的关键性一步。因此,获得的纯杂合二倍体菌株除了需要多次的分离、纯化外,还要对它的形态、生理和遗传等特性进行研究,以确保不混杂其他菌株。

1.体细胞重组

体细胞重组包括体细胞交换、体细胞分离和单倍化三个阶段。

(1)体细胞交换体细胞交换是指杂合二倍体在有丝分裂过程中发生染色体交换现象.当杂台二倍体细胞在繁殖过程中进行有丝分裂,同源染色体的两条单体间一些位点会发生三换,结果导致同源染色体上部分区段出现重组.产生新的二倍体子代。

(2)体细胞分离杂合二倍体在有丝分裂过程中,细胞核内的同源染色体以偶然的机会发生交换,而引起局部染色体上基因种类发生变化,从而产生基因型不同的后代,称为体量胞分离,其结果是产生多种类型的分离子。

(3)单倍化单倍化是指杂合二倍体细胞在增殖过程中借助整条染色体的随机交换而得到单倍重组体或单倍的亲本分离子。单倍化过程发生在体细胞有丝分裂时期,细胞分裂时遗传物质分配不均,除了产生正常的二倍体细胞外,还会产生非整倍体细胞,这种细胞一般不稳定,再经过多次细胞分裂后,失去一些染色体而变成单倍体细胞,形成多种类型的单倍体分离子。由于这个过程不存在显性基因,使得在分离子中显现出隐性性状。

(4)分离子 杂合二倍体经过体细胞交换和单倍化后产生的子细胞,称为分离子。分离子种类很多,根据不同情况可以分为以下几类:亲本分离子、原养型分离子和异养型分离子;二倍分离子、单倍分离子和非整倍分离子;初级分离子和次级分离子。亲本型分离子的表现型和基因型与直接亲本相同。原养型分离子不缺少直接亲本所缺陷的性状,基因型一般与野生型菌株类似。异养型分离子表现出直接亲本所不具有的新的性状,但仍具有直接亲本的部分缺陷性状。由杂合二倍体繁殖后*次产生的子细胞,称为初级分离子,如果初级分离子或非整倍分离子再移接一代后产生的分离子,称为次级分离子。

(5)分离子的检出与测定方法尽管杂合二倍体用诱变剂或重组剂诱发,可以提高分离子产生的频率,但总的来说,产生的分离子数量仍然很少。要想在大量的菌落中识别和检出各种分离子,主要根据分离子携带的隐性标记。

    检出分离子常用的方法是将杂合二倍体菌落产生的分生孢子分离在*培养基平板上,培养后在长出的大量菌落中找到个别菌落上出现具有隐性标记突变颜色的角变或斑点,挑取它们上面的分生孢子移接到*培养基斜面,进一步分离、纯化。如果要检出抗性分离子,可将杂合二倍体孢子分离在选择性培养基平板上,则可筛选出耐药性分离子。选择性培养基有两种:一种是含有重组剂的*培养基,如对氟丙氨酸(PFA)不会引起基因突变,但能促进体细胞重组,增加分离子的出现频率;另一种是在*培养基中加入吖啶黄之类的药物,因为一个抗性菌株和一个敏感菌株形成的双倍体对吖啶黄是敏感的.在这种培养基上不能生长,只有耐药性分离子可以生长。

    从杂合二倍体中检出的分离子,必须进行分离纯化,然而对它们的特性进行全面测定分析,包括菌落形态、营养要求、孢子颜色、孢子DNA含量以及代谢产物能力等。

2.高产重组体的筛选

    杂交育种的目的是获得高产、稳定的重组体。异核体和杂合二倍体在遗传上是不稳定的,在繁殖过程中会发生分离现象,导致产量下降。只有单倍重组体才是稳定的。在进行霉菌杂交育种时要注意以下几点:选择的两个亲本菌株,不仅要具有不同的优良性状.而且是近亲配对组合,这样易获得产量高的重组体;要用合适的诱变剂处理杂合二倍体,促使它进行体细胞交换和单倍化过程,选出具有高产和优良性状的单倍重组体;对获得的重组体进行特性代谢调节,即筛选适应酶系统调节突变株,使高产重组体能够充分发挥其高产潜力并能适应工业化。

 

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