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植物體細胞雜交
鎖定
- 中文名
- 植物體細胞雜交
- 外文名
- plant somatic hybridization
- 別 名
- 原生質體融合
- 分 類
- 對稱
植物體細胞雜交簡介
重要進展
1970年,Power首次用硝酸鈉進行為誘導劑進行了較大規模的原生質體誘導融合;
1971年,Nagata和Takebe首次從離體煙草原生質體培養中獲得再生完整植株;
1972年,Carlson首次獲得粉藍煙草和郎氏煙草的細胞雜種,這也是第一個植物細胞雜種;
1974年,Kao將聚乙二醇誘導融合法應用於植物細胞融合並建立了相應的融合技術;
1981年,Zimmerman發明了電融合儀,並首次提出了電融合概念;
1987年,Schweiger建立了單對原生質體電融合技術程序
植物體細胞雜交分類
根據融合時細胞的完整程度,原生質體融合可分為兩大類:
對稱融合(symmetric fusion)-即兩個完整的細胞原生質體融合。
用於細胞核或細胞質失活的方法分為物理和化學兩大類:
植物體細胞雜交過程
①雜交時間:植物細胞雜交是從細胞融合開始,到培育成的新植物體結束。
原生質體的融合
植物體細胞雜交融合方法
1.PEG誘導融合法
PEG誘導融合的特點:其優點是融合成本低,勿需特殊設備;融合子產生的異核率較
高;融合過程不受物種限制。其缺點是融合過程繁瑣,PEG可能對細胞有毒害。
PEG的作用機理: Kao等認為,由於PEG分子具有輕微的負極性,故可以與具有正極
結果是使原生質體發生粘連進而促使原生質體的融合;另外,PEG能增加類脂膜的流動
性,也使原生質體的核、細胞器發生融合成為可能。
融合技術要點:
融合液:CaCl2·2H2O 8~10mmol
KH2PO4 0.7mmol
pH 5.6
誘導液:融合液+PEG 20~45%
稀釋液:A液(g/100ml)pH6.0 B液(g/100ml)pH10.5
CaCl2·2H2O 0.79 NaOH 0.169
DMSO 10ml
2.電融合法
與PEG融合比較起來,電融合有三大優點:一是不存在對細胞的毒害問題;二是融合效
率高;三是融合技術操作簡便。
電融合儀的結構特點:一是交變電場部分;一是高頻直流電擊部分。
電融合的基本過程:
緊密接觸排列成串;
P1 P2
P1 P2
混合靜止1min.
融 合
融合液
加入PEG
稀 釋洗 滌
加入稀釋液
加入培養基
培 養
選 擇
導致兩個緊密接觸的細胞融合在一起。
植物體細胞雜交影響因素
的首要條件。
其次,融合方法
其三是融合參數,包括各種融合液都應選擇適當。
c.方法:物理方法(離心、振動、電激)、化學方法(聚乙二醇)
d.雜種細胞的篩選和培養:機械法、生理法、遺傳法
e.雜種細胞的再生和鑑定:由愈傷組織再培養出雜種植株的過程
雜種細胞的發育動態及體細胞雜種鑑定
一、雜種細胞的發育動態
核質重組
細胞器重組
部分核物質或細胞器丟失
核分裂的非同步性
二、體細胞雜種的特點
形態上的趨中性
變異幅度大
非整倍性
雙親性狀的共顯性
偏親現象
三、雜種細胞的選擇系統與雜種植株的鑑定
1.雜種細胞的選擇系統
外觀選擇
互補選擇
熒光標記選擇
2.體細胞雜種的鑑定
形態鑑定:根據雙親的形態學性狀觀察進行鑑定。
生化鑑定:同功酶鑑定。
體細胞雜種的遺傳特性
如果細胞分裂而核不發生融合,在以後的發育過程中就會有兩種結果,一是細胞分裂
幾次以後即停止生長從而導致死亡;二是在發育過程中某一親本的細胞核部分或全部丟失。
如果這樣就會產生幾種情況:A細胞+B細胞質;A細胞+B細胞質和部分染色體或基因。
2.基因轉移與性狀表達
由於染色體的部分丟失,常常使某個親本的部分或個別基因與另一親本的染色體發生
整合,其結果是實現了親本間的基因轉移。基因轉移通常是在後代中某些性狀得以表達,有
時由於基因的重組也可能產生雙親均沒有的新性狀。
3.體細胞雜種遺傳上的不穩定性
體細胞雜種後代在遺傳上常常不穩定,這可能涉及到多方面的因素,如親緣關係的遠
近、培養過程中的染色體變異、細胞核、細胞質遺傳物質的重組等。
②優點:克服遠緣雜交不親和的障礙,擴大雜交親本範圍,培育新優良品種。
植物體細胞雜交應用
體細胞雜種的應用
一、體細胞雜種的應用潛力
1、 植物育種中的核質替換
2、細胞質雜種的獲得
3、 遠緣雜交創造新物種
4、 細胞器的互作研究
植物體細胞雜交面臨困難
1、 融合特性的高效性
2、雜種細胞的培養和選擇
3、 雜種的遺傳穩定性控制
植物體細胞雜交發展趨勢
1、 誘導融合及雜種細胞的各種生理、生化、遺傳機理的研 究
2、電融合的程序化控制研究
4、 雜種細胞培養技術的程序化研究