Genome shuffling研究进展及其在微生物育种中的应用

Genome shuffling技术是近年来出现的一种新的微生物育种方法,与传统方法相比,该方法更加高效快捷。论述了Genome shuffling的发展过程、基本原理及特点、技术过程以及该项技术的应用与发展前景。

Genome shuffling育种技术应用研究进展

本文综述了一种高效育种技术Genome shuffling(基因组重组)技术及其在细菌、真菌及放线菌的菌种选育方面的应用研究进展。与传统育种技术相比,Genome shuffling技术是一种全基因组重排的高效定向育种技术。菌株经过多轮递归原生质体融合,使正向突变的不同基因重组到同一个融合子中,大幅提高菌种的正突变性,打破在菌种改良过程中的诸多局限性,在现代菌种选育中得以广泛应用。

Genome Shuffling技术在微生物遗传育种中的应用

Genomeshuffling技术是在传统诱变基础上,通过细胞融合技术,对诱变后的微生物细胞进行基因组重组,从而使具有正向突变的菌株将其优点结合在一起,进而提高微生物细胞的正向突变频率及正向突变速度。本文论述了Genomeshuffling的基本原理、技术过程以及该项技术的应用与发展前景。

全基因组重排育种技术提高豆豉纤溶酶菌产酶量

枯草芽孢杆菌DC-12是从豆豉里面筛选出来的,具有纤溶酶活性的菌株。采用了全基因组重排技术提高DC-12的产酶量,首先通过对DC-12进行紫外诱变和亚硝酸诱变构建重组突变库,在研究其原生质体制备和再生的基础上,以其中4株诱变菌株作为直接亲本,采用电融合的方法进行两次多亲本的全基因组重排,结合双灭活的筛选方法,共筛选出2株酶活大大提高并能稳定遗传的菌株,使亲本菌株的酶活提高了4～5倍,最高达2710IU/ml。

基因组重排技术在微生物菌种选育中的应用

对基因组重排育种技术的建立过程、自身的技术优势及其在微生物菌种选育方面的应用研究进行了综述.结果表明,该技术能大幅度提高微生物细胞的正向突变频率和速度,缩短菌种选育时间.目前基因组重排技术主要用于提高工业微生物菌种的代谢产率,增强菌株对环境的耐受性,提高底物利用率和范围等方面;未来随着生物信息学、基因组学等生物技术的发展,该技术将在药物微生物菌种选育研究中得到进一步应用.

基因组重排技术及其在真菌育种中的应用

基因组重排(genome shuffling)是一种快速提高细胞表型的新颖的全基因组工程方法,它是基于多亲本的原生质体递归融合,提供了在缺少基因组序列数据或网络信息情况下的全基因组重组的优势。文中介绍了基因组重排的原理、优点及过程,概述了基因组重排在真菌育种中的应用,并展望了该技术的前景。

微生物菌种选育中的基因组改组技术及其应用进展

该文论述了基因组改组技术的产生和原理、方法和特点,以及该技术的应用、意义及其发展前景。基因组改组技术是首先对微生物菌株进行诱变,筛选出正向突变的菌株,然后通过原生质体"递推式融合"使这些正向突变的若干个菌株进行基因组重组,从中筛选出符合育种要求的重组子,从而在短时间内获得性状得到大幅度提高的菌株。

木糖发酵重组酿酒酵母研究进展(英文)

近年来针对木质纤维素类原料生物转化乙醇的研究引起了广泛关注。乙醇的高产依赖于木质纤维素水解液中六碳糖和五碳糖的共同发酵。但是,传统产乙醇酵母酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae既不能发酵木糖,也不能利用该五碳糖生长。因此,研究人员尝试各种方法构建重组酵母菌以提高木糖发酵能力。作者综述了木糖发酵重组酿酒酵母菌的研究进展,包括天然木糖发酵微生物、木糖代谢途径、S.cerevisiae的代谢工程、原生质体融合以及基因组改组技术,同时也对目前研究存在的问题及研究前景进行了讨论。

基因组改组技术提高γ-癸内酯产量

应用基因组改组技术提高耶罗维亚酵母γ-癸内酯的产量。耶罗维亚酵母原生质体在成串脉冲电场频率1000kHz,融合电压强度6kV/cm,脉冲个数4个,成串脉冲电压40V,脉冲宽度20μs的条件下进行电融合,原生质体的存活率能达到61.6%,其中一株改组菌株GDL产量为1.237g/L,是出发菌株产量的8倍。

原生质体融合提高产谷氨酰胺转氨酶菌株产量

目的:研究并建立产谷氨酰胺转氨酶茂原链霉菌原生质体制备技术,通过原生质体融合技术筛选高产菌株。方法:以溶菌酶处理茂原链霉菌获得原生质体,采用原生质体融合技术,通过96孔板高通量初筛、试管复筛、摇瓶验证选育高产菌株。结果:茂原链霉菌形成的原生质体再生出的菌落直径比较小,而菌丝生成的菌落直径比较大,两种形态的菌落96孔板发酵后酶活力有显著性差异。不同的茂原链霉菌株制备原生质体,酶解程度、原生质体纯度、再生率有很大的差异,再生率最高可达1 804.25%,最低仅为12.76%。原生质融合后的高产菌株,选取96孔板初筛酶活力前3%的菌株进行试管发酵,得到高产菌株比例为32.2%,酶活力比亲本高22.4%,经摇瓶验证产酶比对照提高16.28%。结论:利用基因组重排技术,可以初步对茂原链霉菌进行高产菌株选育。

应用基因组重排技术提高普那霉素产量

将普那霉素产生菌——始旋链霉菌ND-23的孢子和原生质体经紫外线诱变后获得高产突变菌株,其中高产突变株SP-S73的产量达到356mg/L,比出发菌株提高了31%.在上述增产突变株中选取4株作为基因组重排的出发亲本,对它们进行了4轮基因组重排育种,筛选得到了高产重排菌株,其中1株重排菌株G-211的普那霉素产量为832mg/L,比产量最高的亲本菌株提高了134%,比原始出发菌株ND-23(272mg/L)提高了206%.通过研究高产菌株和出发菌株ND-23在5L罐上的发酵过程,发现普那霉素产生菌的生物合成属于非生长耦合型;其高产菌株G-211在合成产物的时期对还原糖和氨基氮的消耗量均大于原始菌株ND-23,这些结果将为高产菌株发酵条件优化和发酵放大研究提供有价值的参考.

基于基因组重排技术的多杀菌素高产菌株选育

利用课题组前期通过不同物理化学诱变和分子生物学方法获得的8株多杀菌素产生菌为出发菌株,采用96孔板发酵培养结合生物检测的高通量筛选方法,探索了原生质体制备、再生、双亲灭活和原生质体融合等条件,并通过多轮基因组重排获得了多杀菌素高产菌株。结果表明:当菌龄为65 h、溶菌酶浓度为4 mg·ml-1,39℃处理时间20 min时,原生质体的制备率及再生率分别为92.30%和7.66%;60℃恒温水浴90 min以上和紫外照射200s以上为双亲灭活条件;PEG浓度为50%,在32℃下处理15 min时,原生质体融合率约为1.18%。最终获得1株产量较出发菌株提高了36.07%且遗传稳定的融合株。

基因组改组技术及其在微生物育种中的应用研究进展

Genome shuffling(基因组改组)技术是借助递归式原生质体融合策略对微生物基因组进行遗传改良的一种新兴微生物育种方法。自2002年首次被用来培育tylosin高产菌株以来,目前已为育种工作者广泛采用。对Genome shuffling技术的原理及最近的应用研究进展进行了综述,探讨了其局限性,并展望了其发展的趋势。

基因组重排技术在酵母菌育种中的应用

基因组重排(genome shuffling)技术是在传统诱变育种的基础上与细胞原生质体融合技术相结合一种新兴微生物菌种改良手段,由于该技术高效的正向突变效率和频率,近年来被广泛应用于酵母菌种的选育和改良。本文主要对基因组重排技术在酵母菌育种中的应用进行了综述。

基因组改组技术及其在工业微生物改良中的应用

基因组改组技术是一种以原生质体融合为手段,实现多基因组重组的育种策略。文中从基因组改组基本原理出发,以相关研究成果为基础,系统介绍了基因组改组的策略与方法,并对该技术未来发展方向予以展望。

Screening and breeding of high taxol producing fungi by genome shuffling

To apply the fundamental principles of genome shuffling in breeding of taxol-producing fungi, Nodulisporium sylviform was used as starting strain in this work. The procedures of protoplast fusion and genome shuffling were studied. Three hereditarily stable strains with high taxol production were obtained by four cycles of genome shuffling. The qualitative and quantitative analysis of taxol produced was confirmed using thin-layer chromatography (TLC), high performance liquid chromatography (HPLC) and LC-MS. A high taxol producing fungus, Nodulisporium sylviform F4-26, was obtained, which produced 516.37 μg/L taxol. This value is 64.41% higher than that of the starting strain NCEU-1 and 31.52%―44.72% higher than that of the parent strains.

基因组重排技术原理及应用研究

基因组重排(genome shuffling)自提出之后在生物工业界备受关注,在育种研究中显示了很大的应用潜力。本文着重阐述了基因组重排的技术原理和优势,介绍了基因组重排技术自出现以来在耐受性菌株选育、高产菌株选育及代谢途径改造等育种方面取得的主要成就。

益生菌遗传育种方法研究进展

益生菌的多样化益生作用使其在人类健康领域发挥着重要作用,基于益生菌生产的药品、食品和膳食补充剂也受到越来越多的关注。目前,研究人员致力于为药品和食品行业选育新型益生菌,以期为食品药品行业的发展提供新的思路。遗传育种为选育具有有益特性的益生菌菌株提供了一个很好的平台,这对提升益生菌的市场价值和人类健康具有重要意义。为了今后更好的开展益生菌育种工作,该文综述了原生质体融合、基因组重排、常压室温等离子体诱变及基因编辑技术[成簇规律间隔的短回文重复序列相关蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-associated,CRISPR-Cas)技术和碱基编辑技术]等遗传育种技术的研究现状及在益生菌中的应用,并讨论了遗传育种的安全性,旨在为优良益生菌的选育提供参考,促进益生菌资源的开发和利用。

应用基因组重排技术提高泰乐菌素产量

目的采用基因组重排技术选育泰乐菌素高产菌株。方法通过经典诱变育种中获得的增产突变株中选取4株作为基因组重排的出发亲本,对它们进行了3轮基因组重排育种,筛选得到了高产重排菌株,其中1株重排菌株TLA16-336的泰乐菌素产量15.62g/L,比产量最高的亲本菌株TLA15-521(12.53g/L)提高了24.7%,比原始出发菌株TL12-142(11.75g/L)提高了32.9%。结果高产重排菌株在5L发酵罐上进行发酵试验,其泰乐菌素产量为16.03g/L,比原始出发菌株产量13.30g/L提高了20.5%。结论对于泰乐菌素发酵效价的提高,基因组重排是一个可行的方法。

基因组重排技术在微生物菌种改良中的应用

基因组重排作为一种快速改良细胞表型的方法,不仅能有效提高微生物合成活性产物的能力,也能提高微生物的耐受性和对底物的利用率,还能激活沉默基因的表达产生新的化合物.本文综合论述了基因组重排的概况和基因组重排的过程,并讨论了基因组重排对微生物表型改良的应用以及对基因组重排的展望.