A study on strain improvement by protoplast fusion between amylase secreting yeast and alcohol fermenting yeast I. Isolation and characterization of fusant between S. cecevisiae and S. diastaticus

Amylase 분비효모와 alcohol 발효효모의 세포융합에 의한 균주의 개발 제1보. S. cerevisiae와 S. diastaticus간의 세포융합 및 융합체의 성질

To improve the starch fermentation ability of yeast, hybrids were introduced by protoplast fusion of S. cerevisiae and S. diastaticus. The protoplasts of parental auxotrophic cells were fused in the presence of 10 mM CaCl$_2$and 30% of polyethyleneglycol (M.W 4, 000). The frequencies of fusant formation varied depending upon the strains used and were 3.51$\times$10$^{-4}$ to 5.04$\times$10$^{-4}$ for the regenerated protoplasts. The strains capable of extensive starch hydrolysis produce only 10% to total fusants. The 4 strains were finally selected by the results of starch fermentation and genetic stability test. The DNA content and cell volume of the fusants were greater than those of the parental strains.

본 연구의 목적은 yeast중 glucoamylase를 분비하는 S. diastaticus와 발효성 효모인 S. cerevisiae 간의 세포융합을 하여 당화와 발효의 두 공정을 단일화하는데 있다. 각각의 Parental protoplast를 1:1로 섞은 후 PEG(M W. 4,000) 30%와 10mM CaCl$_2$용액으로 fusion시킨 결과 $10^{-4}$~$10^{-5}$ 빈도였으며, 총 fusant중 HSDD의 경우 24%, HSDM은 36.8%가 2 회의 subculture로 친주 유리의 auxotrophic cell로 segregation하였고, glucoamylase 생성 균주 중 HSDD는 9.7%, HSDM은 12.7%만이 S. diastaticus 야생주 수준의 효소 생성을 보였다. 이들 fusant의 특징을 조사해 본 바 원 Parent보다 세포의 크기가 클 순 아니라 DNA함량도 많았으며 S. cerevisiae가 spore을 전혀 형성하지 못한데 반해 융합체들은 spore을 잘 형성하였다. 이들의 fusant중 유전안정성 이 높고 glucoamylase 생성능도 강한 HSDD-170과 HSDM-119를 최종적으로 선별하였다.