王浩
正大天晴药业集团股份有限公司 江苏连云港 222000
摘 要:细胞融合技术具有着操作简便、技术水平高等诸多优势,在现实中得到了越来越广泛的应用。从应用领域来看,此项技术在农业、工业或者医药等诸多领域均取得了较大的进展。此外,从应用作用来看,微生物原生质体融合育种技术在遗传互补、基因定位等方面也贡献着不可磨灭的力量。本文对此项技术应用中的不足与未来应用趋势展开了相应分析。以供相关工作者参考。
关键词:微生物原生质体;融合育种;应用问题;应用趋势
从划分来看,微生物原生质体融合育种技术属于细胞融合的一个重要组成部分。此项技术最早由上世纪七十年代的基因重组技术发展而来。此项技术融合优势较为显著。在实际融合过程中,细胞壁会被去除,使得原生质体的膜具有着较好的融合性,进而为细胞壁与细胞核的高效融合创造了良好条件。在现实中,此项技术成为改造细胞强有力的技术。
一、微生物原生质体融合途径
目前微生物原生质体融合途径可以被划分为化学法、电融合、激光诱导融合等方式方法。
首先,化学法。自上世纪七十年代开始,化学法被应用到大豆或大麦等植物的原生质体融合后,化学法被广泛应用到微生物原生质体融合中。从应用成效来看,融合速度快、质量高、且使用范围较为广泛,并在多数的微生物细胞原生质体融合中得到了有效运用。
其次,电融合。此项技术是对上世纪八十年代的细胞改良技术的进一步发展。通过将电学与生物学融合应用,出现了高成效的原生质体融合效果。且随着时代的不断发展,此项技术不仅在动植物细胞融合中得到了应用,也在多类微生物细胞改良中起到了良好的成效。
最后,激光诱导融合。此项技术是在二十世纪八十年代的激光诱导融合技术基础之上发展而来。随着技术水平的不断提升,以及时代的不断发展,此项技术多被应用于微生物原生质体融合中。从应用优势来看,此项技术具有着较小的毒性与损伤性。然而,由于此项技术设备较为昂贵,且操作起来较为复杂,在现实中未得到较为广泛的引用。同时,将激光微术技术应用到微生物原生质体融合中,不仅融合效率较低,且不具备较高的选择性。此项技术未来具有着较大的完善空间。
二、原生质体融合育种技术具体应用
在现实中,此项技术的应用范围较为广泛,以下内容结合各个应用方面展开了相应阐述。
(一)抗生素生产方面
将此项技术应用到抗生素生产环节,可以有效保证生产产量,也可以满足融合子产生新的抗生素以供研究。随着研究力度的增加,我国诸多学者或者研究人员通过原生体融合试验,提升了此项技术在抗生素生产上的应用成效。比如,早在1996年,朱昌雄与李永慧借助中生菌素高产菌株采用原生质体融合等育种方法,有效提升了中生菌素产生菌的效价[1]。
(二)动物疾病防治
自上世纪九十年代开展,我国相关学者或者科研人员相继运用原生质体融合株,研究出多种动物疾病预防菌株。
比如,将多杀性巴氏杆菌73株与P1059株原生质体进行融合,使得融合菌株具有了抗原性与双抗药性等,并为新型禽多杀性巴氏菌双价菌苗奠定了坚实的基础。此外,两亲株遗传性状的融合子、大肠杆菌02原生质体制备和再生等,均为动物疫病防控工作提供了强有力的技术支持。
(三)菌种改良与优化工作中的应用
有较大部分的微生物可以在高温环境下存活,甚至有些微生物可以在高温下生长与繁殖。对于工业生产而言,微生物耐热特性具有着较高的利用价值。比如在酿造酒精时,当酿酒酵母在40摄氏度左右时其产量会大大减少。此时降低发酵液温度,必然会消耗掉大量的能源。因此,如何选择出最佳的酵母菌株则成为解决纤维素同步发酵温度合理性就成为工作突破口。作为工作人员需要选择出耐高温性能较强的酵母菌株,进而有效平衡同步发酵不均问题。
在现实中,由于成长条件存在诸多限制,导致多种菌种生长速度过慢,甚至造成大面积菌种的死亡。比如,双歧杆菌对于氧气环境有着较高的要求,其只有在无氧环境下,方可以更好的生长。由于生长条件满足不了自身的厌氧需求,进而使得成长速度过慢。亦或者有些菌种一旦暴露在空气中极易出现死亡,进而使得双歧杆菌微生态制剂的生产等工作面临较大的困难。通过运用
电融合方法,可以为原生质体与双歧杆菌相互融合,使其自身的耐养基因与长双歧杆菌相整合,并提升其自身的耐养性能。嗜酸乳杆菌是动物或者人体肠道中较为重要的微生物。口服类乳酸菌
菌体对胃液的PH值有着较高的要求,只有在低PH胃液中方可以更好地存活。但并非所有的嗜酸乳酸菌均对PH值有要求。
三、微生物原生质体融合育种技术问题与发展趋势
在微生物原生质体融合育种技术应用中,仍然存在着一些问题。尽管细胞融合过程中不易因异种间的较低亲和性而影响到融合,但是核融合染色体在交换或者杂交过程中,远源物种间的不亲和性与排斥性较大,进而影响到核融合成效[2]。甚至两亲本的染色体也会存在保守或者排斥两种形态。由于基因在一个细胞中无法同时进行表达,进而造成分离现象。
原生质体融合技术中,杂种鉴定是此项技术应用中的另一项常见问题。杂种鉴定过程中需要依托遗传或者生化等方面来获得有利的鉴定条件。这也就要求工作人员在选择两亲本时,需要保证其自身带有生化或者遗传标记等,但是另一问题时,在自然界中带有此种标记的细菌少之又少。
随着科技的发展,人们选择通过人工诱导方式创造突变体,但是真正的突变体需要经过数年的时间都不易获得。此外,单亲灭活原生质体尽管可以大大缩减融合时间、减少融合工序、并提高筛选成效,但是融合的频率却不高。
因此,从未来发展趋势来看,只有有效解决以上两大困难,方可以更好地推动微生物原生质体融合育种技术获得良性发展。
四、结束语
总之,微生物原生质体融合育种技术是基础性理论研究或者分子生物学等不同领域的重要技术种类。此项技术在多数领域中得到了越来越广泛的应用,并为微生物育种提供了有利的方式方法。从未来发展趋势来看,如何选用高效的融合方式方法就成为融合育种的关键性突破。以上内容从微生物原生质体融合途径、具体应用、存在问题与发展方向几个方面进行了相应分析。希望可以给相关工作者带来一定的借鉴与参考,并促进微生物原生质体融合技术获得更好地发展。
参考文献:
[1]刘敏跃,李鹏,龙淼.微生物原生质体融合育种技术及其应用研究进展[J].中国饲料,2014(7):17-21.
[2]王佳蕊,魏炜.微生物原生质体融合育种技术及其应用与展望[J].建筑与预算,2017(10):31-34.