JPH04311381A - Method for breeding yeast capable of producing astaxanthin by protoplast fusion - Google Patents

Method for breeding yeast capable of producing astaxanthin by protoplast fusion

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JPH04311381A
JPH04311381A JP7794891A JP7794891A JPH04311381A JP H04311381 A JPH04311381 A JP H04311381A JP 7794891 A JP7794891 A JP 7794891A JP 7794891 A JP7794891 A JP 7794891A JP H04311381 A JPH04311381 A JP H04311381A
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JP
Japan
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yeast
fusion
strain
phaffia
astaxanthin
Prior art date
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Pending
Application number
JP7794891A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Yajima
敏夫 矢島
Masahiko Otani
大谷 正彦
Jiyungo Okada
淳吾 岡田
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Lion Corp
Original Assignee
Lion Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a method for breeding a yeast composed of a method for protoplast fusion of a yeast belonging to the genus Phaffia to a yeast belonging to other genuses. CONSTITUTION:The objective method is for breeding a yeast comprising a step for carrying out protoplast fusion of a protoplast formed from the yeast belonging to the genus Phaffia to one protoplast of other genuses, e.g. Saccharomyces, Candia, Hansenula or Rhodotorula. Breeding of the yeast having expected properties can readily be performed by selecting the yeast to be used.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、異属酵母間のプロトプ
ラスト融合による酵母の育種方法およびそれにより得ら
れる酵母に関する。特に、これらの酵母の一種としてフ
ァフィア属に属する酵母を選ぶことにより効率よくアス
タキサンチンを生産する酵母およびその育種方法を提供
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for breeding yeast by protoplast fusion between yeasts of different genera, and the yeast obtained thereby. In particular, the present invention provides a yeast that efficiently produces astaxanthin by selecting a yeast belonging to the genus Phaffia as one of these yeasts, and a method for breeding the same.

【0002】0002

【従来の技術】従来、産業上有用な酵母の育種方法とし
ては、胞子による交配方法、突然変異の誘発・選択方法
、遺伝子操作による外来遺伝子の導入方法および細胞融
合方法が知られている。これらのうち、細胞融合方法に
ついては、例えばサッカロミセス(Saccharom
yces) 属に属する酵母でそれらのプロトプラスト
を用いる融合方法により凝集性酵母やキラー酵母の育種
が試みられている。また、異属酵母間の細胞融合方法も
トルロプシス(Torulopsis)属とピキア(P
ichia)属にそれぞれ属する酵母間で、それらのプ
ロトプラストを用いる融合方法が提案されている(特開
平1−137986号公報参照)。
BACKGROUND OF THE INVENTION Hitherto, known industrially useful yeast breeding methods include a spore-based mating method, a mutation induction/selection method, a method for introducing foreign genes through genetic manipulation, and a cell fusion method. Among these, cell fusion methods include, for example, Saccharomyces
Attempts have been made to breed flocculating yeasts and killer yeasts using fusion methods using protoplasts of yeasts belonging to the genus S. yces. In addition, the cell fusion method between yeast of different genera is also used in the genus Torulopsis and Pichia (P.
A fusion method using protoplasts of yeasts belonging to the genus Ichia has been proposed (see JP-A-1-137986).

【0003】しかしながら、各種産業分野で広範な用途
開発が試みられている赤色色素アスタキサンチンを生産
するファフィア・ロドチーマ(Phaffia  rh
odozyma)については、そのプロトプラスト化お
よびそれらを用いる細胞融合を初めとして、他の属に属
する酵母との細胞融合に成功した例は従来技術文献に未
載である。
[0003] However, Phaffia rhodochyma, which produces the red pigment astaxanthin, is being developed for a wide range of applications in various industrial fields.
odozyma), there are no examples in the prior art literature of successful cell fusion with yeast belonging to other genera, including their protoplast formation and cell fusion using them.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】ファフィア属に属する
酵母は、上述のように有用な色素を生産するので、化学
的または物理的突然変異誘発法による有用酵母の育種が
行われてきた。しかし、この方法は、複数の遺伝子の制
御を受けている形質の導入が困難とされるため、これら
に代わる効率のよい育種方法の開発が期待されてきた。 従って、本発明の目的は、複数の遺伝子の制御を受けて
いる形質についても導入することが可能な細胞融合方法
をファフィア属に属する酵母で実施可能にし、それを用
いる育種方法を提供するにある。
[Problems to be Solved by the Invention] Since yeasts belonging to the genus Phaffia produce useful pigments as described above, useful yeasts have been bred by chemical or physical mutagenesis methods. However, since this method is difficult to introduce traits that are controlled by multiple genes, there have been expectations for the development of more efficient breeding methods to replace these methods. Therefore, an object of the present invention is to enable a cell fusion method that can introduce traits that are controlled by multiple genes to yeast belonging to the genus Phaffia, and to provide a breeding method using the cell fusion method. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、先に、特
定の酵素組成物を用いるファフィア属に属する酵母のプ
ロトプラスト化に成功し、それについて特許出願した(
特願平2−193105号明細書参照)。そして、上記
プロトプラスト化によって得られるプロトプラストと各
種細胞のプロトプラストとの融合について検討したとこ
ろ、ファフィア属以外の属に属する酵母との間でも安定
な融合株が得られることを見い出し本発明を完成した。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have previously succeeded in converting yeast belonging to the genus Phaffia into protoplasts using a specific enzyme composition, and have filed a patent application for the same (
(Refer to the specification of Japanese Patent Application No. 193105/1999). Then, when we investigated the fusion of protoplasts obtained by the above-mentioned protoplastization with protoplasts of various cells, we found that a stable fusion strain could be obtained even with yeast belonging to genera other than Phaffia, and thus completed the present invention.

【0006】従って、上記課題は本発明の一態様であっ
て、ファフィア属に属する酵母とそれ以外の属に属する
酵母をプロトプラスト融合させることを特徴とするアス
タキサンチン生産酵母の育種方法を提供することによっ
て解決できる。さらに、もう一つの本発明の態様として
、上記育種方法によって作出されたアスタキサンチン生
産酵母も提供する。
[0006] Therefore, the above problem is solved by providing a method for breeding astaxanthin-producing yeast, which is characterized by protoplast fusion of yeast belonging to the genus Phaffia and yeast belonging to other genera. Solvable. Furthermore, as another aspect of the present invention, astaxanthin-producing yeast produced by the above breeding method is also provided.

【0007】以下、本発明を具体的に説明する。本発明
に用いるファフィア属に属する酵母としては、ファフィ
ア属に属するものであればいずれの株であっても用いる
ことができる。より具体的な上記酵母には、アスタキサ
ンチン生産株として知られているファフィア・ロドチー
マ(Phaffia  rhodozyma)ATCC
 24201、同24202 、同24203 、同2
4228 、同24229 、同24230 および同
24261 株など、ならびにこれらから誘導される変
異菌株が包含される。本明細書で用いる「誘導される変
異菌株」とは、UV照射またはN−メチル−N′−ニト
ロ−N−ニトロソグアニジン(NTG) 処理を初めと
する各種の物理的または化学的処理によって変異が誘発
された菌株であって、例えば、アスタキサンチン生産能
が高まった株およびそれらに選択マーカーとしての一定
の栄養要求性や薬剤耐性などが付与された株が挙げられ
、さらに本発明の方法によって育種された細胞融合株を
も包含する概念で用いている。従って、本発明にいうフ
ァフィア属に属する酵母には、分類学上本質的にはファ
フィア属に属さなくなる可能性のあるファフィア・ロド
チーマに由来するアスタキサンチン生産酵母も包含され
る。これらのうち、好ましい菌株としては、上記ATC
C(アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション)
のタイプカルチャーの他、アスタキサンチンの生産能が
高められているか、または適当な選択マーカーが付され
ている、例えば、ファフィア・ロドチーマ6−10−A
rg(FERM P−12117)、同13−Leu(
FERM P−12118)、同 109−Met(F
ERM P−12119)および同 24201−Ly
s(FERM P−12120)を挙げることができる
。 なお、上記でFERM P番号が併記されている菌株は
、工業技術院微生物工業技術研究所に平成3年3月22
日付で寄託され、それぞれに対応する番号で受理されて
いる。
The present invention will be explained in detail below. As the yeast belonging to the genus Phaffia used in the present invention, any strain belonging to the genus Phaffia can be used. More specific yeasts include Phaffia rhodozyma ATCC, which is known as an astaxanthin producing strain.
24201, 24202, 24203, 2
4228, 24229, 24230, and 24261 strains, as well as mutant strains derived therefrom. As used herein, "mutant strain induced" refers to a strain that is mutated by various physical or chemical treatments, including UV irradiation or N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) treatment. Induced bacterial strains include, for example, strains with increased astaxanthin production ability and strains to which a certain auxotrophy as a selection marker, drug resistance, etc. are added, and further bred by the method of the present invention. The concept is used to include cell fusion strains. Therefore, the yeast belonging to the genus Phaffia according to the present invention includes astaxanthin-producing yeast derived from Phaffia rhodozyma, which may not essentially belong to the genus Phaffia taxonomically. Among these, the above-mentioned ATC strain is preferable.
C (American Type Culture Collection)
In addition to the type culture of Phaffia rhodozyma 6-10-A, which has enhanced astaxanthin production ability or has an appropriate selection marker attached.
rg (FERM P-12117), 13-Leu (FERM
FERM P-12118), 109-Met (F
ERM P-12119) and 24201-Ly
s (FERM P-12120). The strains with FERM P numbers listed above were submitted to the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology on March 22, 1991.
They are deposited by date and received by the corresponding number.

【0008】一方、これらのファフィア属以外の属に属
する酵母としては、サッカロミセス(Saccharo
myces) 、ハンセニュラ(Hansenula)
 、キャンディダ(Candida) およびロドトル
ラ(Rhodotorula) などが挙げられる。か
かる酵母も、ファフィア属に属する酵母と同様に、それ
ぞれに由来する変異菌株を包含する概念で用いられてい
る。また、本発明の方法はアスペルギルス(Asper
gillus) 、ノイロスポラ(Neurospor
a) およびリゾプス(Rhizopus)などのカビ
と一般に称される真菌類との融合にも適用できる。
On the other hand, yeasts belonging to genera other than Phaffia include Saccharomyces.
myces), Hansenula
, Candida and Rhodotorula. Similar to yeasts belonging to the genus Phaffia, such yeasts are also used with the concept of including mutant strains derived from each species. Further, the method of the present invention can be applied to Aspergillus (Aspergillus).
gillus), Neurospora (Neurospora)
a) It is also applicable to the fusion of fungi commonly referred to as molds such as Rhizopus and Rhizopus.

【0009】これらの異属酵母間の細胞融合は、それぞ
れをプロトプラスト化し、次いで得られたプロトプラス
トをそれ自体公知の方法で融合することによって行われ
る。限定されるものでないが、本発明のプロトプラスト
化は、以下のように行うことができる。例えば、一般的
な酵母生育用培地、好ましくは炭素源の量を低減した培
地を用いてファフィア属に属する酵母の場合は0〜25
℃で、ファフィア属以外の酵母の場合は0〜40℃で培
養を行う。プロトプラスト化に供する酵母は、誘導期も
しくは対数増殖期もしくは静止期のいずれの増殖期まで
培養を行ったものでも使用できるが、対数増殖期のもの
を使用することが好ましい。常法により培養液から集菌
し、洗浄した菌体を30〜200mMの2−メルカプト
エタノールを含むpH5〜8の緩衝液中で、0〜37℃
の範囲内の温度にて0〜16時間前処理した後、遠心し
、次いで浸透圧調節剤で洗浄する。浸透圧調節剤として
は、無機塩類、単糖類、二糖類および糖アルコール等が
用いられる。より具体的には無機塩類としては塩化カリ
ウムなどが挙げられ、単糖類としてはグルコース、マン
ノース、キシロース、フラクトースおよびアラビノース
などが挙げられ、二糖類としては、ショ糖、マルトース
およびイソマルトースなどが挙げられ、糖アルコールと
しては、ソルビトール、マンニトールおよびキシリトー
ルなどが挙げられる。浸透圧調節剤の濃度は、0.5〜
1.2Mが好ましい。 次に、浸透圧を調節した緩衝液(pH5〜8)中で細胞
壁溶解酵素と接触させる。細胞壁溶解酵素としては、ノ
ボザイム234 、ザイモリアーゼ、ヘリカーゼ、カタ
ツムリ酵素、リゾチーム等が挙げられる。これらは、単
独で使用してもよく、また、組合わせて使用してもよい
。細胞壁溶解酵素との接触処理は、0〜37℃の範囲で
10分〜24時間ゆるやかに振とうしながら処理する。 プロトプラスト化率はほぼ95%以上となる。
[0009] Cell fusion between yeasts of different genera is carried out by converting each yeast into a protoplast, and then fusing the obtained protoplasts by a method known per se. Although not limited to this, the protoplastization of the present invention can be carried out as follows. For example, in the case of yeast belonging to the genus Phaffia using a general yeast growth medium, preferably a medium with a reduced amount of carbon source,
℃, and in the case of yeast other than Phaffia genus, culture is performed at 0 to 40℃. The yeast to be subjected to protoplast formation may be cultured to any of the lag phase, logarithmic growth phase, and stationary phase, but it is preferable to use yeast in the logarithmic growth phase. Bacteria were collected from the culture solution using a conventional method, and the washed cells were incubated at 0 to 37°C in a pH 5 to 8 buffer containing 30 to 200 mM 2-mercaptoethanol.
After pretreatment for 0 to 16 hours at a temperature in the range of 0 to 16 hours, centrifugation is followed by washing with an osmotic agent. As the osmotic pressure regulator, inorganic salts, monosaccharides, disaccharides, sugar alcohols, etc. are used. More specifically, inorganic salts include potassium chloride, monosaccharides include glucose, mannose, xylose, fructose, arabinose, etc., and disaccharides include sucrose, maltose, isomaltose, etc. Examples of sugar alcohols include sorbitol, mannitol, and xylitol. The concentration of the osmotic pressure regulator is 0.5-
1.2M is preferred. Next, it is brought into contact with a cell wall lytic enzyme in a buffer solution (pH 5 to 8) with controlled osmotic pressure. Examples of cell wall lytic enzymes include Novozyme 234, zymolyase, helicase, snail enzyme, and lysozyme. These may be used alone or in combination. The contact treatment with the cell wall lytic enzyme is carried out at a temperature of 0 to 37°C for 10 minutes to 24 hours with gentle shaking. The protoplast conversion rate is approximately 95% or more.

【0010】本発明で用いるプロトプラスト融合処理と
しては、常法のいずれの方法も用いることができ、例え
ば、ポリエチレングリコール(PEG) を使用する方
法や、市販の細胞融合装置を用いた電気融合方法が挙げ
られる。例えば、電気融合方法の場合には浸透圧調節剤
で上記プロトプラストを洗浄した後、両プロトプラスト
を混合し、高周波電界を加え、次いで高電圧パルスを加
えることにより融合が行われる。高周波電界を加える条
件としては周波数が0.25〜2.0MHz であり、
電圧は20〜40Vであり、そして高周波を加える時間
はプロトプラストがパールチェーンを形成するまでの時
間であり、一般に5〜90秒である。次いで、高電圧パ
ルスが加えられるが、その電界強度は0.5〜30kV
/cmであり、パルス幅は5〜500 μsであり、高
電圧パルスを加える回数は1〜5回であり、高電圧パル
スを加えた後は10分以上静置して融合株を安定化させ
ることが好ましい。
[0010] As the protoplast fusion treatment used in the present invention, any conventional method can be used, such as a method using polyethylene glycol (PEG) or an electric fusion method using a commercially available cell fusion device. Can be mentioned. For example, in the case of the electrofusion method, fusion is performed by washing the protoplasts with an osmotic pressure regulator, mixing both protoplasts, applying a high-frequency electric field, and then applying a high-voltage pulse. The conditions for applying a high-frequency electric field are that the frequency is 0.25 to 2.0 MHz;
The voltage is 20 to 40 V, and the time for applying the high frequency is the time required for protoplasts to form pearl chains, which is generally 5 to 90 seconds. Then, a high voltage pulse is applied, the field strength of which is 0.5 to 30 kV.
/cm, the pulse width is 5 to 500 μs, the number of times the high voltage pulse is applied is 1 to 5 times, and after applying the high voltage pulse, the fusion strain is stabilized by leaving it for 10 minutes or more. It is preferable.

【0011】本発明において、融合したプロトプラスト
は、浸透圧調節剤を含む再生培地で再生させる。具体的
には、例えば、先ず、プロトプラスト融合細胞を栄養源
を含む低融点アガーを用いて埋設することが好ましい。 その後、プレートを0〜40℃に保温することにより再
生株を得ることができる。得られた融合株を選択、分離
するには、用いた両親株と融合菌株の栄養要求性の相違
や、薬剤耐性、温度感受性、等の表現型を目安にするこ
とにより行うことができる。
In the present invention, the fused protoplasts are regenerated in a regeneration medium containing an osmotic pressure regulator. Specifically, for example, it is preferable to first embed protoplast fused cells using low melting point agar containing a nutrient source. Thereafter, a regenerated strain can be obtained by keeping the plate at a temperature of 0 to 40°C. The resulting fusion strain can be selected and isolated based on the differences in auxotrophy between the parent strains and the fusion strain used, as well as phenotypes such as drug resistance and temperature sensitivity.

【0012】本発明によるアスタキサンチン生産酵母は
、親株の選択により種々の特性を付与できる。例えば、
ファフィア属に属する酵母の生育温度限界は27℃で、
一般には20−22℃で培養されるが、異属酵母として
、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomy
ces  cerevisiae) のように30℃前
後のより高温条件下でも生育しやすい酵母を選ぶことに
より、高温条件下でも生育する新規酵母を得ることが可
能となる。また、アスタキサンチン含量が高く、かつ増
殖能に優れた新規酵母は、親株としてアスタキサンチン
含量が高いファフィア属酵母と増殖能に優れたファフィ
ア属以外の酵母を選ぶことにより作出可能となる。
[0012] The astaxanthin-producing yeast according to the present invention can be endowed with various characteristics by selecting the parent strain. for example,
The growth temperature limit for yeast belonging to the genus Phaffia is 27°C.
Generally, it is cultured at 20-22℃, but as a heterogeneous yeast, Saccharomyces cerevisiae (Saccharomyces cerevisiae)
By selecting a yeast that can easily grow even under higher temperature conditions of around 30° C., such as S. ces cerevisiae), it becomes possible to obtain a new yeast that grows even under high temperature conditions. Further, a new yeast with a high astaxanthin content and excellent growth ability can be created by selecting a Phaffia genus yeast with a high astaxanthin content and a yeast other than Phaffia genus with an excellent growth ability as parent strains.

【0013】[0013]

【実施例】以下の実施例により、本発明をさらに具体的
に説明する。例11)栄養要求性変異株の調製ファフィ
ア・ロドチーマ(Phaffia  rhodozym
a)ATCC 24201株をYM培地(注1、後述す
る)を用い20℃で48時間培養し、集菌後、蒸留水で
2回洗浄したのち0.02Mリン酸緩衝液(pH7.5
)5mLに懸濁した。
EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with the following examples. Example 11) Preparation of auxotrophic mutant Phaffia rhodozyma
a) ATCC 24201 strain was cultured at 20°C for 48 hours using YM medium (Note 1, described below), and after harvesting, it was washed twice with distilled water and then incubated with 0.02M phosphate buffer (pH 7.5).
) and suspended in 5 mL.

【0014】この懸濁液に変異誘発剤としてNTGを5
μg/mLとなるように添加し、懸濁液を20℃で1時
間振盪した。ついで、集菌後、蒸留水で2回菌体を洗浄
した。変異処理後、懸濁液を蒸留水で1000倍程度希
釈し、希釈懸濁液0.1mLをYM寒天培地(注2、後
述する)に塗抹して20℃で72時間培養し、コロニー
を得た。このコロニーのプレートをマスタープレートと
してレプリカ法により変異株の検出を行なった。すなわ
ち、殺菌したベルベット生地を用いて、前記マスタープ
レートのコロニーを最少培地(注3、後述する)にレプ
リカし、20℃で72時間培養した。最少培地で増殖で
きない菌株を栄養要求性変異株としてマスタープレート
から釣菌し、リジン要求性変異株 24201− Ly
s(FERM P −12120)を得た。また、サッ
カロミセス・セレビシエ(Saccharomyces
  cerevisiae) も同様な方法で処理し、
ロイシンとウラシルの要求性を持つ変異株L−3Cを得
た。この変異株は、上記微生物工業技術研究所に平成3
年3月22日付で寄託し、受託番号第 12116号(
FERM P−12116)として寄託されている。2
)ファフィア・ロドチーマ 24201− Lysとサ
ッカロミセス・セレビシエL−3Cのプロトプラスト融
合ファフィア・ロドチーマ 24201− Lysをグ
ルコース0.5%、酵母エキス0.3%、麦芽エキス0
.3%、ペプトン0.5%から成る培地50mlに接種
し、20℃で2日間振とう培養した。一方、サッカロミ
セス・セレビシエL−3CはYM培地で30℃、1日間
振とう培養した。両菌株を集菌し、滅菌水で1回洗浄し
たのち、0.1M2−メルカプトエタノール、0.02
M EDTA, 1.2Mソルビトールを含む0.02
Mトリス塩酸緩衝液(pH7.8)5mLに懸濁した。 ファフィア・ロドチーマ 24201− Lysは1時
間、サッカロミセス・セレビシエL−3Cは30分間、
20℃でゆるやかに振とうしながら前処理を行った。前
処理後、1.2Mソルビトールで1回洗浄した。
[0014] NTG was added to this suspension as a mutagen.
The solution was added at a concentration of μg/mL, and the suspension was shaken at 20° C. for 1 hour. After collecting the bacteria, the cells were washed twice with distilled water. After the mutation treatment, dilute the suspension approximately 1000 times with distilled water, spread 0.1 mL of the diluted suspension onto YM agar medium (Note 2, described later), and culture at 20°C for 72 hours to obtain colonies. Ta. Mutant strains were detected by the replica method using this colony plate as a master plate. That is, using sterilized velvet fabric, colonies on the master plate were replicated onto a minimal medium (Note 3, described below) and cultured at 20° C. for 72 hours. A strain that cannot grow on minimal medium was harvested from the master plate as an auxotrophic mutant strain, and a lysine auxotrophic mutant strain 24201-Ly was obtained.
s (FERM P-12120) was obtained. Also, Saccharomyces cerevisiae (Saccharomyces
cerevisiae) is treated in a similar manner,
A mutant strain L-3C with auxotrophy for leucine and uracil was obtained. This mutant strain was sent to the Microbial Technology Research Institute in 1991.
Deposited on March 22, 2015, accession number 12116 (
FERM P-12116). 2
) Phaffia rhodochyma 24201- Protoplast fusion of Lys and Saccharomyces cerevisiae L-3C Phaffia rhodochyma 24201- Lys with 0.5% glucose, 0.3% yeast extract, 0 malt extract
.. The cells were inoculated into 50 ml of a medium containing 3% peptone and 0.5% peptone, and cultured with shaking at 20°C for 2 days. On the other hand, Saccharomyces cerevisiae L-3C was cultured with shaking at 30° C. for 1 day in YM medium. Both strains were collected, washed once with sterile water, and then washed with 0.1M 2-mercaptoethanol and 0.02
M EDTA, 0.02 containing 1.2M sorbitol
The suspension was suspended in 5 mL of M Tris-HCl buffer (pH 7.8). Phaffia rhodochyma 24201-Lys for 1 hour, Saccharomyces cerevisiae L-3C for 30 minutes,
Pretreatment was performed at 20°C with gentle shaking. After pretreatment, it was washed once with 1.2M sorbitol.

【0015】0.016Mクエン酸リン酸緩衝液(pH
5.8)と1.2Mソルビトールから成るプロトプラス
ト化溶液5mLに、ファフィア・ロドチーマ 2420
1− Lysの場合は、1.6mg/mLのノボザイム
234(ノボノルディスク社製)を、サッカロミセス・
セレビシエL−3Cの場合は1mg/mLのザイモリア
ーゼ(生化学工業社製)を溶解したのち前処理後の菌体
を懸濁した。ゆるやかに振とうしながらファフィア・ロ
ドチーマ24201− Lysは2時間、サッカロミセ
ス・セレビシエL−3Cは1時間、20℃で保温した。 このとき細胞が球状のプロトプラストになっていること
が顕微鏡で観察できた。この処理によるプロトプラスト
化率は、両株とも99%以上であった。1.2Mソルビ
トールで1回洗浄後、1.2Mソルビトール中での密度
が共に5×107 /mLになるように調製し、両プロ
トプラスト懸濁液を1:1に混合した。この懸濁液を用
いて、細胞融合装置 SSH−2(島津製作所社製)に
て室温下プロトプラスト融合を行った。高周波電界を周
波数1MHz 、電圧40Vで20秒間加えるとパール
チェーンの形成が観察された。続いて電界強度が7kV
/cm、パルス幅が60μsの高電圧パルスを2回加え
て融合操作を終了した。 その後、約10分間チャンバーを静置したのち処理した
プロトプラスト懸濁液を、1.2Mソルビトール、0.
67%イースト・ナイトロジェン・ベース (Yeas
t Nitrogen Base W/O Amino
 acids; Sigma 社製) 、2%グルコー
ス、3%寒天を含む最少培地に広げ、さらに1.2Mソ
ルビトール、0.67%イースト・ナイトロジェン・ベ
ース、2%グルコース、1%低融点寒天から成る培地を
重層してプロトプラストを埋設した。これを20℃で培
養して、10日後に最少培地で生育再生する融合株を得
ることができた。各親株ともに最少培地では生育しない
ことも確認しており、再生株は融合株であると考えられ
る。この時、ファフィア・ロドチーマ 24201− 
Lysの再生率は、2%であり、サッカロミセス・セレ
ビシエL−3Cの再生率は0.5%であった。そして両
プロトプラストの融合頻度は5×10−5であった。こ
うして得られた融合株の1つPS−F1をYM培地で2
0℃にて6日間振とう培養後、アスタキサンチン含量お
よび菌体収量を測定した。アスタキサンチン含量0.2
0 (mg/g−乾燥菌体) 、培地当りの乾燥菌体重
量4.52(g/L)であった。ファフィア・ロドチー
マ 24201−Lysのアスタキサンチン含量は0.
15 (mg/g−乾燥菌体)であり、乾燥菌体重量4
.80 (g/L)であるので融合株PS−F1は親株
とほぼ同程度のアスタキサンチン生産性を有していた。 例2ファフィア・ロドチーマ 24201−Lys(F
ERM P−12120)とサッカロミセス・セレビシ
エL−3C (FERM P−12116)を前述と同
様の方法でプロトプラスト化し、プロトプラスト融合を
行った。用いた電圧強度、パルス幅および高電圧パルス
の印加を、それぞれ5kV/cm、 100μsおよび
3回にしたこと以外は例1と同様に設定した。融合処理
したプロトプラスト懸濁液を例1と同様の最少培地に広
げ、重層し、次いで20℃で培養を行った。培養2週間
後に、最少培地中で生育再生するコロニーの中から特に
赤い色をしたコロニーを融合株PS−F2として選択し
た。PS−F2株をYM培地で20℃にて6日間振とう
培養後、アスタキサンチン含量、菌体収量を測定すると
アスタキサンチン含量0.65 (mg/g−乾燥菌体
)であり、乾燥菌体重量4.95(g/L)であり、親
株の 24201− Lys(アスタキサンチン含量0
.15mg/g−乾燥菌体)に比べてアスタキサンチン
含量が著しく増加していた。
0.016M citrate phosphate buffer (pH
Phaffia rhodozyma 2420 into 5 mL of protoplastization solution consisting of 5.8) and 1.2 M sorbitol.
In the case of 1-Lys, 1.6 mg/mL Novozyme 234 (manufactured by Novo Nordisk) was added to Saccharomyces spp.
In the case of S. cerevisiae L-3C, 1 mg/mL of zymolyase (manufactured by Seikagaku Corporation) was dissolved, and then the pretreated bacterial cells were suspended. With gentle shaking, Phaffia rhodochyma 24201-Lys was kept warm at 20°C for 2 hours, and Saccharomyces cerevisiae L-3C was kept at 20°C for 1 hour. At this time, it was observed under a microscope that the cells had become spherical protoplasts. The rate of protoplast formation by this treatment was 99% or more for both strains. After washing once with 1.2 M sorbitol, both protoplast suspensions were mixed at a ratio of 1:1, and the densities in 1.2 M sorbitol were adjusted to 5 x 107/mL. Using this suspension, protoplast fusion was performed at room temperature using a cell fusion device SSH-2 (manufactured by Shimadzu Corporation). When a high frequency electric field was applied for 20 seconds at a frequency of 1 MHz and a voltage of 40 V, the formation of pearl chains was observed. Then the electric field strength is 7kV
The fusion operation was completed by applying two high voltage pulses of 60 μs/cm and a pulse width of 60 μs. Thereafter, the chamber was allowed to stand for about 10 minutes, and then the treated protoplast suspension was mixed with 1.2M sorbitol, 0.
67% Yeast Nitrogen Base (Yes
t Nitrogen Base W/O Amino
acids (manufactured by Sigma), spread on a minimal medium containing 2% glucose, 3% agar, and further a medium consisting of 1.2 M sorbitol, 0.67% yeast nitrogen base, 2% glucose, and 1% low melting point agar. were layered and the protoplasts were buried. This was cultured at 20°C, and after 10 days it was possible to obtain a fusion strain that grew and regenerated on a minimal medium. It has also been confirmed that each parent strain does not grow on minimal medium, and the regenerated strain is considered to be a fusion strain. At this time, Fafia Rodochima 24201-
The regeneration rate of Lys was 2%, and the regeneration rate of Saccharomyces cerevisiae L-3C was 0.5%. The fusion frequency of both protoplasts was 5 x 10-5. One of the fusion strains thus obtained, PS-F1, was grown in YM medium for 2 hours.
After shaking culture at 0° C. for 6 days, astaxanthin content and bacterial cell yield were measured. Astaxanthin content 0.2
0 (mg/g-dry bacterial cells), and the dry bacterial weight per medium was 4.52 (g/L). The astaxanthin content of Phaffia rhodochyma 24201-Lys is 0.
15 (mg/g-dry cell mass), and the dry cell weight was 4.
.. 80 (g/L), the fusion strain PS-F1 had almost the same astaxanthin productivity as the parent strain. Example 2 Phaffia rhodochyma 24201-Lys (F
ERM P-12120) and Saccharomyces cerevisiae L-3C (FERM P-12116) were converted into protoplasts in the same manner as described above, and protoplast fusion was performed. The settings were the same as in Example 1, except that the voltage intensity, pulse width, and high voltage pulse application used were 5 kV/cm, 100 μs, and 3 times, respectively. The fusion-treated protoplast suspension was spread on the same minimal medium as in Example 1, layered, and then cultured at 20°C. After two weeks of culturing, a particularly red colony was selected as the fusion strain PS-F2 from among the colonies that grew and regenerated in the minimal medium. After culturing the PS-F2 strain in YM medium at 20°C for 6 days with shaking, the astaxanthin content and bacterial cell yield were measured, and the astaxanthin content was 0.65 (mg/g-dry bacterial cell), and the dry bacterial weight was 4. .95 (g/L), and the parent strain 24201-Lys (astaxanthin content 0).
.. Astaxanthin content was significantly increased compared to 15 mg/g (dried bacterial cells).

【0016】上記のPS−F2株は、微生物工業技術研
究所に平成3年3月22日付で寄託し、受託番号第 1
2121号 (FERM P−12121)を得ている
。例3ファフィア・ロドチーマ 24201−Lys(
FERM P−12120)とアミノ酸要求性を有しな
いサッカロミセス・セレビシエIFO 1136株を例
1に準じてプロトプラスト化し、次いでプロトプラスト
融合を行った。このときサッカロミセス・セレビシエI
FO 1136株のプロトプラスト化率は99.9%で
あり、そして再生率は0.15%であった。最少培地で
生育してきたコロニーの中からアスタキサンチンを生産
していると思われるオレンジ色のコロニーを融合株PS
−F3として選択した。PS−F3株をYM培地を用い
20℃で6日間振とう培養してアスタキサンチン含量を
測定した結果、アスタキサンチン含量は0.18 (m
g/g−乾燥菌体) 、乾燥菌体重量は4.71(g/
L)であり、親株と同等のアスタキサンチン生産性を有
していた。
The above PS-F2 strain was deposited with the Microbial Technology Research Institute on March 22, 1991, and has accession number 1.
No. 2121 (FERM P-12121). Example 3 Phaffia rhodochyma 24201-Lys (
FERM P-12120) and Saccharomyces cerevisiae IFO 1136 strain, which does not have an amino acid requirement, were converted into protoplasts according to Example 1, and then protoplast fusion was performed. At this time, Saccharomyces cerevisiae I
The protoplastization rate of strain FO 1136 was 99.9%, and the regeneration rate was 0.15%. Among the colonies grown on minimal medium, orange colonies that seem to be producing astaxanthin were selected as the fusion strain PS.
-Selected as F3. PS-F3 strain was cultured with shaking in YM medium at 20°C for 6 days and the astaxanthin content was measured. As a result, the astaxanthin content was 0.18 (m
g/g-dry bacterial body), dry bacterial weight was 4.71 (g/g-dry bacterial body).
L) and had astaxanthin productivity equivalent to that of the parent strain.

【0017】なお、以上の例に記載のうち脚注で示した
ものは下記の培地である。注1:YM培地…YM Br
oth(Difco社製) 注2:YM寒天培地…YM Agar (Difco社
製)注3:最少培地…Difco−Yeast Nit
rogen Base W/O           
       Amino acids (Difco
社製)              6.7g/L  
                グルコース    
                         
 20g/L                  寒
天                        
            20g/L
[0017] The following media are shown in footnotes in the above examples. Note 1: YM medium...YM Br
oth (manufactured by Difco) Note 2: YM agar medium...YM Agar (manufactured by Difco) Note 3: Minimal medium...Difco-Yeast Nit
rogen Base W/O
Amino acids (Difco
company) 6.7g/L
glucose

20g/L agar
20g/L

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明は、ファフィア属に属する酵母と
それ以外の属に属する酵母とのプロトプラスト融合方法
を提供する。この方法は、従来の突然変異の誘発選択方
法では困難であった複数の遺伝子の制御を受けている形
質について良好な性質をもつアスタキサンチン生産酵母
の育種に好適である。
[Effects of the Invention] The present invention provides a method for protoplast fusion of yeast belonging to the genus Phaffia and yeast belonging to other genera. This method is suitable for breeding astaxanthin-producing yeast that have good properties for traits that are controlled by multiple genes, which is difficult to do using conventional mutation induction and selection methods.

【0019】本発明により、例えば、アスタキサンチン
生産能が高く、かつ増殖能に優れた菌株が得られ、また
融合の相手になる菌株を選ぶことによって各種の培養温
度で生育可能な菌株を提供できる。これらの優れた形質
をもつ菌株は、アスタキサンチンの発酵生産を工業的に
行う上で大きな利点を有する。
According to the present invention, for example, a strain with high astaxanthin production ability and excellent growth ability can be obtained, and by selecting a strain to be a fusion partner, a strain that can grow at various culture temperatures can be provided. Bacterial strains with these excellent traits have great advantages in the industrial fermentation production of astaxanthin.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  ファフィア(Phaffia) 属に
属する酵母とそれ以外の属に属する酵母をプロトプラス
ト融合させることを特徴とするアスタキサンチン生産酵
母の育種方法。
1. A method for breeding astaxanthin-producing yeast, which comprises protoplast fusion of yeast belonging to the Phaffia genus and yeast belonging to other genera.
【請求項2】  請求項1記載の方法によって作出した
アスタキサンチン生産酵母。
2. An astaxanthin-producing yeast produced by the method according to claim 1.
JP7794891A 1991-04-10 1991-04-10 Method for breeding yeast capable of producing astaxanthin by protoplast fusion Pending JPH04311381A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106947707A (en) * 2017-05-18 2017-07-14 天津大学 A kind of bacterial strain and its application

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106947707A (en) * 2017-05-18 2017-07-14 天津大学 A kind of bacterial strain and its application
CN106947707B (en) * 2017-05-18 2019-11-01 天津大学 A kind of bacterial strain and its application

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