ARTP诱变技术在食用真菌育种中的应用进展

【作者】 邢新会； 张翀； 李和平； 王立言；

【机构】 工业生物催化教育部重点实验室清华大学化工系生物化工研究所清华大学合成与系统生物学中心； 清华大学无锡应用技术研究院生物育种研究中心； 清华大学工物系； 洛阳华清与无锡源清天木生物科技有限公司；

【摘要】 安全、高效微生物突变及高通量筛选技术是微生物的功能发掘、功能创制和生物产业技术创新的重要方向,不仅可以成为微生物诱变育种的平台,而且也可以为基于基因型-表型关联分析的微生物细胞工厂的系统改造提供方法支撑。本研究团队长期致力于常压室温等离子体(ARTP)诱变技术及其装备化研究。大量的基础和应用研究表明,ARTP具有活性粒子种类多、操作可控性强、基因损伤强度高、诱变速度快、操作条件温和、安全性高等特点,已经成为微生物的高效育种新方法。近年,对于ARTP诱变育种的原理、高通量筛选、设备集成及其应用进行了系统的研究,成功用于100余种微生物和动植物的诱变育种,为ARTP生物育种及其系统集成提供了重要的理论依据,并开发出适于不同目的的多种ARTP育种仪及高通量微流控进化培养技术与装备。近年来,ARTP诱变育种技术在食用真菌育种中得到了成功应用,主要的应用案例包括:1)成功实现了草菇优良菌株突变体库的构建,经过ARTP处理的菌株生长速度提高了17%-57%,出菇爬料速度提高了0.8-2.4倍,出菇时间提前了1-2天,抗低温胁迫能力得到显著提高;2)在蛹虫草菌株的诱变选育方面,经过ARTP诱变后虫草素产量提高了5倍;3)ARTP诱变桑黄属菌株,得到了孢内黄酮产量显著提高的突变株,为桑黄属菌株的选育及提高黄酮产率提供了高效可行的诱变方法;4)ARTP诱变猴头菌,获得了胞内多糖结构及活性显著变化的突变体,筛选到的诱变菌株的生物活性优于出发菌株,为猴头菌相关产品的开发提供了优质资源;5)ARTP诱变技术在白色金针菇、柱状田头菇等大型食用真菌的育种也取得了显著成效。上述应用结果表明,ARTP诱变技术能够为食用真菌的高效育种提供了重要平台支撑。更多还原