一、总体思路
原生质体融合(protoplast fusion)的核心流程: 制备原生质体 → 两亲本原生质体混合 → PEG 诱导融合 → 稀释洗涤去除 PEG → 再生培养 → 重组子筛选与鉴定
关键逻辑:先去掉细胞壁使细胞膜可直接接触,PEG 作为脱水剂/桥连剂促使膜融合,再去掉 PEG 让融合体恢复,并在再生培养基上重建细胞壁。
二、操作步骤
1. 亲本菌株准备
- 两亲本需带有可用于筛选的遗传标记(如不同营养缺陷型、不同抗性),否则无法区分融合重组子与亲本。待确认:是否有标记,若无需先构建。
- 分别培养至对数中期,收菌、洗涤(用含渗透压稳定剂的缓冲液,如 SMM、P 缓冲液或高渗蔗糖/甘露醇溶液)。
2. 原生质体制备(去壁)
- 用溶菌酶(革兰阳性菌常用)或溶菌酶+EDTA、必要时加溶壁酶/变构酶处理,在含渗透压稳定剂的高渗环境中进行。
- 需优化:酶浓度、温度、时间、稳定剂种类与浓度。待确认:具体菌种的最优去壁条件,需预实验确定。
- 判断去壁是否充分:显微镜下观察细胞由杆状/球状变为球形,或对渗透压敏感(稀释后裂解)。
3. 原生质体计数与混合
- 用高渗缓冲液洗涤去除酶,血球计数板或浊度法计数。
- 两亲本原生质体按一定比例混合(比例需优化,待确认)。
4. PEG 诱导融合
- 离心收集混合原生质体,加入 PEG 溶液(常用 PEG 1000/4000/6000,浓度与分子量菌种相关,待确认),含少量二价阳离子(如 Ca²⁺)与稳定剂。
- 短时间孵育后,用高渗缓冲液缓慢稀释、洗涤,去除 PEG。稀释速度需缓慢,避免融合体破裂。
5. 再生培养
- 将融合处理后的原生质体涂布/铺于高渗再生培养基(含蔗糖或甘露醇等稳定剂,使原生质体再生细胞壁)。
- 先在高渗平板上再生,再转接筛选平板。待确认:再生培养基配方与再生率。
6. 重组子筛选与鉴定
- 用双标记互补筛选:如两亲本分别为 A⁻B⁺ 与 A⁺B⁻,融合重组子应在不含 A、B 的基本培养基上生长。
- 需设对照:两亲本单独经 PEG 处理(排除回复突变)、混合但不加 PEG(排除自发融合)。
- 鉴定:遗传标记验证、表型验证,必要时分子鉴定(PCR、脉冲场电泳等)。