Криобиологические сосуды > Генетика и биотехнология > Слияние протопластов грибов

Слияние протопластов грибов


Образование гибридов грибов с помощью слияния протопластов изучалось очень активно; этот метод нашел применение в про­мышленности при создании штаммов Cephalosporium acremonium, для которых характерны высокая скорость роста и боль­шой выход цефалоспорина. Первые опыты по слиянию были выполнены с ауксотрофными мутантами Geotrichum candidum, у которых не обнаружено ни половой, ни парасексуальной си­стем. Слияние протопластов осуществляли путем центрифугиро­вания, причем прототрофные гетерокарионы образовывались с низкой частотой. Впоследствии слияние обычно осуществляли, добавляя ионы Са2++ или ПЭГ.
Межвидовые слияния удалось провести как в опытах с раз­личными мицелиальными грибами, так и с дрожжами, среди которых были и такие промышленно важные организмы, как Penicillium chrysogenum, Aspergillus niger, Candida tropicalis, Yarrowia lipolytica, Kluyveromyces lactis и Saccharomyces ce-revisiae. Слияние обычно происходит с частотой 0,2—2%. Ве­роятность слияния ядер, приводящего после слияния клеток к образованию диплоидов, зависит от вида организма. Здесь вскрыта определенная закономерность: мицелиальные грибы дают гетерокарионы, диморфные дрожжи — нестабильные дишюиды, а истинные дрожжи — стабильные диплоиды (рис. 7.4).
Межвидовые слияния также происходят с достаточно высо­кой частотой, особенно у относительно близкородственных ви­дов Aspergillus или Penicillium. Если сливаются ядра, то за этим обычно следует потеря хромосом. Нередко после выращивания в неселективных условиях образуются споры с гапло­идными ядрами лишь одного из двух родительских видов.
Предпринимались попытки осуществить слияние протопла­стов дрожжей разных родов (например, CandidaxSaccharomy-copsis, YarrowiaxPichia, YarrowiaXKluyveromyces, Saccharo-mycesXSchizosaccharomyces). Однако такие гибриды оказа­лись нестабильными, а частота их образования очень низкой (10-5—10-6). В последнем варианте обычно формировались многоядерные клетки. Сообщалось об успешном слиянии про­топластов мицелиальных грибов (целлюлолитический организм Trichoderma reesii) и дрожжей (S. cerevisiae), но эти наблюде­ния нуждаются в подтверждении.
При многих слияниях образуются нестабильные гетерока­рионы, в которых обычно доминирует ядро одной из родитель­ских форм. Впрочем, далеко не всегда это препятствует гене­тическому обмену. Так, убедительно показана возможность межъядерных генетических обменов в гетерокарионах Schizop-hilum commune и Saccharomyces cerevisiae. Таким образом, слияние протопластов может быть полезным методом установ­ления гетерокариотического состояния, при котором возможен в ограниченном объеме перенос генов.

Гетерокарионы
Geotrichum candidum
Phycomyces blakesleeanus
Mucor racemosus

Гетерокарионы и часто образующиеся нестабильные диплоиды
Cephalosporium acremonium

Гетерокарионы и редкие стабильные диплоиды
Aspergillus Penicillum

Гетерокарионы и часто образующиеся стабильные диплоиды
Candida tropicalis

Нестабильные диплоиды
Yarrowia lipolytica

Стабильные диплоиды
Saccharomyces cerevisiae
Kluyveromyces lactis

Рис. 7.4. Результаты внутривидовых слияний протопластов.