原生质体培养

更新时间:2023-08-10 13:43

原生质体(protoplast):脱去全部细胞壁的细胞叫原生质体,是一生物工程学概念。原生质体是由质膜所包围的具有生活力的”裸露细胞“。

原生质体

定义

是指用特殊方法脱去了植物细胞壁的、裸露的、 有生活力的原生质团。没有细胞壁,但具有活细胞的一切特征。

特征

①无细胞壁障碍,可以方便地进行有关遗传操作,并可以对细胞器等进行基础研究。

②具有全能性,并能进行人工培养发育成完整植株

③原生质体适合进行诱导融合形成杂种细胞。

来源

主要来源:植物的叶片,根尖,花粉,愈伤组织细胞等。

分离

机械分离法:常用于分离藻类原生质体,采用渗透方法使细胞发生质壁分离,用刀把细胞壁切破,使原生质体流出。(手工操作难度大,得率低,费时费力)

酶解分离法:用酶(琼脂酶,果胶酶,纤维素酶等)将细胞壁分解。(条件温和,原生质体完整性好,活力高,得率高) 因此原生质体制备多采用酶解法,此法操作过程分为:取材消毒,酶解制备, 原生质体收集。

原生质体纯化

原生质体的纯化方法:沉降法、漂浮法、界面法。

测定

鉴定

即检验所获得的原生质体是否是真正的原生质体

(1)低渗胀破法:把原生质体放入低渗透溶液中,在显微镜下观察原生质体从低渗溶液中吸水胀破的过程。如果是真正的原生质体,因为没有细胞壁,这样在胀破后留下的残迹应该是无形的。如果原生质体还带有部分细胞壁,则原生质体从无壁部分吸水向外膨胀直至胀破,破碎后留下的残迹仍保持半圆形的细胞壁。

(2)荧光染色法:将原生质体放入离心管中,加入0.7mol/L甘露醇配置的 0.05%~0.1%荧光增白剂溶液,染色5~10min,离心、洗涤除去多余的染料,在荧光显微镜下观察。绿色光显示纤维素的存在,发出红色光的是没有纤维素的真正的原生质体

活力测定

检验原生质体是活细胞还是死细胞

染色法:

二乙酸荧光素(FDA)法:FDA本来没有荧光,当其进入细胞后被脂酶分解为具有荧光的极性物,不能透过质膜,而是留在细胞内发出荧光。因此能发出荧光的是具有活性的原生质体。

②酚藏花红染料法:具有活性的原生质体均不着色,而死去的原生质体立即染成红色。

③伊文思蓝染色法:有活力的细胞不能吸收染料为无色;而没活力的细胞则能吸收染料显蓝色。

其他法:①胞质环流法②渗透压变化③氧电极法④形态观察法

培养简介

主要有液体浅层培养法、液体悬滴培养、固体平板法、固液双层培养法(应用最广泛)、琼脂糖珠培养法

植株再生

经原生质体培养的植株再生一般经过细胞壁再生,细胞分裂成细胞团、愈伤组织(或胚状体)、植株再生这几个过程。

①细胞壁再生:原生质体在合适条件下短时间内开始膨胀,叶绿体重排,并开始合成新的细胞壁,进而由球形变成椭圆形。

②细胞分裂:不同的植物细胞分裂时间不同。为了细胞能持续分裂,应注意及时添加新鲜培养液。

③愈伤组织:细胞不断分裂形成细胞团,并进一步形成愈伤组织。一些植物由细胞系形成胚状体。愈伤组织诱导:在合适的培养基,通过调节生长素细胞分裂素的比例。

④植株再生,诱发芽和根的生成。 诱导胚状体:在原生质体培养时直接诱发胚状体的生长,从而发育成完整植株。

培养的意义

①植物原生质体是细胞无性系变异和突变体筛选的重要来源;

②植物原生质体是细胞融合工作的基础;

③植物原生质体是植物遗传工程的理想受体和遗传饰变的理想材料;

④在细胞生物学与遗传理论研究上的应用。

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