植物原生質(zhì)體非對(duì)稱融合技術(shù)

植物原生質(zhì)體非對(duì)稱融合技術(shù)08生物工程（2）班0802012008盛蕾摘要：植物物種間的生殖隔離在一定程度上阻礙了植物遺傳育種的進(jìn)程，難以經(jīng)性狀重組得到優(yōu)良品質(zhì)。而原生質(zhì)體融合技術(shù)是實(shí)現(xiàn)基因重組的一條新途徑。本文主要介紹了植物原生質(zhì)體融合技術(shù)中的非對(duì)稱融合技術(shù)的概念、意義、影響因素和應(yīng)用等。關(guān)鍵詞：1原生質(zhì)體2非對(duì)稱融合3影響因素4應(yīng)用植物原生質(zhì)體高等植物細(xì)胞經(jīng)酶解法去細(xì)胞壁分離出的部分為原生質(zhì)體。1.1原生質(zhì)體的制備1.1.1材料與酶液的準(zhǔn)備雖然幾乎從植物的每一部分都可以分離出原生質(zhì)體，最常用的材料還是植物的葉片。如采用葉片作材料時(shí)，注意植物的生長環(huán)境，葉片的年齡和其生理狀態(tài)。在使用這些材料前，通常使用酒精、什汞或次氯酸鈉對(duì)葉片進(jìn)行消毒。制備酶液時(shí)要注意酶的種類、酶液的濃度、酶液的組成成分以及酶液的pH值。常用的酶有纖維素酶、半纖維素酶、蝸牛酶、瓊脂酶和果膠酶等。1.1.2原生質(zhì)體的分離原生質(zhì)體的分離有機(jī)械分離法、酶解分離法，其中常用的為酶解法。植物原生質(zhì)體非對(duì)稱融合的概念兩種異源（種、屬間）原生質(zhì)體，在誘導(dǎo)劑誘發(fā)下相互接觸，從而發(fā)生膜融合，胞質(zhì)融合和核融合并形成雜種細(xì)胞，進(jìn)一步發(fā)育成雜種植物體，稱為細(xì)胞融合，或細(xì)胞雜交。在植物原生質(zhì)體融合研究中，原生質(zhì)體融合通常有兩種方式：對(duì)稱融合和非對(duì)稱融合。這兩種融合方式常產(chǎn)生三種類型的雜交：對(duì)稱雜種、非對(duì)稱雜種和胞質(zhì)雜種。對(duì)稱融合一般形成對(duì)稱雜種，其結(jié)果是在導(dǎo)入有用基因的同時(shí)，也帶入了親本的全部不利基因。一個(gè)雜種中有兩套不盡相關(guān)的基因并不是人們所期望，這樣常導(dǎo)致部分或完全不育，因而難以形成育種上的有用材料。非對(duì)稱融合得到的非對(duì)稱雜種含有受體的全部遺傳物質(zhì)，而只有供體的部分遺傳物質(zhì)，有時(shí)還能獲得供體染色體完全丟失的胞質(zhì)雜種，在一定程度上可以克服細(xì)胞不親和性，還可以得到只轉(zhuǎn)移部分基因的雜種，提高育性，縮短育種時(shí)間。非對(duì)稱融合的影響因素用射線鈍化供體原生質(zhì)體，造成原生質(zhì)體丟失，從而影響非對(duì)稱雜種的獲得。染色體丟失是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，丟失的程度和很多因素有關(guān)，包括所用射線的劑量、融合親本親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近及融合親本原生質(zhì)體所處的細(xì)胞周期。3.1射線的劑量劑量對(duì)染色體丟失影響很大，但影響并不總是有規(guī)律可循。部分研究者發(fā)現(xiàn)所用射線的劑量與染色體的丟失具有一定巔峰相關(guān)性，也就是隨著劑量的增加，供體染色體的丟失也就相應(yīng)的增多。融合親本的親緣關(guān)系一般認(rèn)為，親緣關(guān)系越近，染色體丟失也就越嚴(yán)重，可能是由于體細(xì)胞不親和性所導(dǎo)致的染色體不平衡。種間或?qū)匍g組合，非對(duì)稱雜種中仍然保留有供體大部分的基因組，而親緣關(guān)系遠(yuǎn)的組合則可能得到高度非對(duì)稱雜種。此外，親緣關(guān)系也影響到劑量與染色體丟失的相關(guān)性，在近緣組合中，染色體丟失與劑量相關(guān)，而在遠(yuǎn)緣組合中，則不存在這種相關(guān)性。融合親本染色體的特性狀態(tài)細(xì)胞中染色體的大小和數(shù)量不盡相同，都影響到染色體的丟失。不同大小的染色體對(duì)輻射的敏感程度也不一樣，大的染色體比小的染色體敏感，射線較易造成大的染色體斷裂，從而發(fā)生丟失。不同物種間染色體數(shù)量不一致，對(duì)射線的反應(yīng)也不一樣，隨細(xì)胞單位體積中染色體數(shù)目的增加而趨于敏感。染色體的緊密、松散的結(jié)構(gòu)，對(duì)射線敏感而容易發(fā)生丟失。融合時(shí)原生質(zhì)體所處的細(xì)胞周期研究發(fā)現(xiàn)，誘導(dǎo)處于細(xì)胞分裂周期不同時(shí)期的原生質(zhì)體融合。雜種中染色體丟失情況不一樣。如果想雜種中保留親本全部染色體，可以考慮選用間期細(xì)胞作為融合材料；如果想得到親本染色體部分丟失的雜種，則選用處于分裂中期的細(xì)胞進(jìn)行融合。這可能與上面提到夫人細(xì)胞中染色體的性質(zhì)有關(guān)，中期細(xì)胞時(shí)染色體分散，對(duì)輻射敏感，易發(fā)生丟失。雙親細(xì)胞周期長短不一樣也是造成雜種后代中染色體丟失的一個(gè)因素，這主要與染色體分裂有關(guān)。3.5其他因素培養(yǎng)時(shí)間和選擇壓的使用與否等也影響到供體染色體的丟失。融合親本的倍性是影響染色體丟失的一個(gè)因子。有研究表明，倍性不同的組合較倍性相同的染色體丟失的多，這可能與染色體不平衡有關(guān)，倍性不同，則染色體不平衡程度高，造成分裂不同步的染色體多，因而丟失也多。非對(duì)稱融合的具體應(yīng)用及存在的問題非對(duì)稱融合一定程度上克服體細(xì)胞不親和現(xiàn)象，可以得到用一般的方法得不到的雜種。小酸漿與胡蘿卜有性雜交未能得到雜種，而通過非對(duì)稱融合卻得到了愈傷組織，卻不能分化再生成植株，有的甚至還未觀察到器官發(fā)生，而通過非對(duì)稱雜交卻得到了雜種植株。非對(duì)稱融合還可得到可育雜種，并且不必多代回交就能夠得到應(yīng)用，縮短了育種進(jìn)程。目前已經(jīng)從很多組合中得到了可育的非對(duì)稱雜種，如煙草和大麥、煙草和胡蘿卜、矮牽牛和煙草等屬間以及番茄中內(nèi)等組合都已得到可育非對(duì)稱體細(xì)胞雜種。非對(duì)稱融合是從供體單向轉(zhuǎn)移部分遺傳物質(zhì)到受體中去的一種行之有效的方法。這對(duì)于轉(zhuǎn)移由多基因控制的具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的形狀有很大意義。非對(duì)稱融合可以迅速轉(zhuǎn)移胞質(zhì)基質(zhì)，對(duì)于一些由細(xì)胞質(zhì)基因組控制的形狀的轉(zhuǎn)移具有重要的意義。但是，非對(duì)稱融合也存在著局限性。其最大的一個(gè)不足之處就是在于供體染色體丟失是一個(gè)隨機(jī)的過程，丟失的程度是不可預(yù)見和難以控制的。雖然研究者的初衷是除去一些不良性狀，但染色體丟失過程的發(fā)生是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的，也許丟失的正是人們所需要的，保留下來的才是想淘汰的。有針對(duì)性的轉(zhuǎn)移特定染色體是非對(duì)稱融合技術(shù)亟待解決的問題