Не мисля, че това, което искате, е възможно:никога не съм виждал това да е направено, тъй като всяка библиотека (PDO, mysql и mysqli) използва своя собствена връзка с Dabatase - което означава, както забелязвате, че връзките се установяват чрез един от тях не се споделя с другите.
Предполагам, че ще трябва да намерите начин да мигрирате целия си код наведнъж – поне за части, които трябва да работят върху едни и същи транзакции.