枯草芽胞杆菌基因组混组方法  

Genome shuffling method of Bacillus subtilis

作　　者：杨俊杰[1,2] 范文超[3] 肖晗[1] 关春鸿[1] 曹传增[1,3] 邵海峰 姜卫红[1] 杨晟[1,2,3] 

机构地区：[1]中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所合成生物学重点实验室,上海200032 [2]上海工业生物技术研发中心,上海201201 [3]中国科学院上海生命科学研究院湖州工业生物技术中心,湖州313000 [4]浙江顺风海德尔有限公司,东阳322100

出　　处：《生物工程学报》2010年第10期1385-1392,共8页Chinese Journal of Biotechnology

基　　金：国家自然科学基金(Nos30370022;30570028);国家重点基础研究发展计划(973计划)(No2007CB707803)资助~~

摘　　要：基因组混组作为一种育种方法,通过循环原生质体融合等手段,使得不同菌株来源的基因组能够得到充分重组,增加将正向突变整合到同一重组子中的机会。使用4株带有4种不同标记的枯草芽胞杆菌亲本为初始菌株,通过循环转化、循环转导或循环原生质体融合的手段进行基因组混组,统计后代中非亲本类型占整个群体的比例,以衡量基因组混组的效果。分别经过5轮循环原生质体融合、循环转化或者循环转导,结果显示,重组程度较高者在后代群体中的比例较低,带有4种标记的后代未出现,带有3种标记的后代最高分别为4.53×10?4、1.64×10?4、4.47×10?3,明显低于文献报道的天蓝色链霉菌中同样实验的结果:带4种和3种标记的后代分别占2.5%、17%。对比上述实验的结果和文献报道的天蓝色链霉菌、乳杆菌基因组混组的结果,并结合计算机模拟循环融合过程,分析后认为:要达到较充分的基因组混组,需要有能够实现微生物细胞间高频重组的操作技术作为基础,重组频率应该不低于10?3～10?2数量级。Genome shuffling methods were explored for Bacillus subtilis strain molecular breeding. Recycling protoplast fusion, recycling transformation and recycling universal transduction were used for genome shuffling in B. subtilis. Four strains with different nutrition-deficiency markers were used as initial strains. After five rounds protoplast fusion, transformation or transduction, the descendant with 4 markers had not been detected, and the rate of descendant with 3 markers were 4.53×10^-4, 1.64×10^-4, 4.47×10^-3, respectively. A computer program was made to simulate the recycling fusion process. Based on simulation result and comparing the genome shuffling result of B. subtilis in this experiment and that of Streptomyces coelicolor reported in references, effective genome shuffling needs a high recombination rate of at least between 10^-3 and 10^-2.

关 键 词：基因组混组 枯草芽胞杆菌 分子育种 原生质体融合 转化 转导 计算机模拟 

分 类 号：Q789[生物学—分子生物学]