第六章 原生质体培养与诱变
一、名词解释
原生质体: 除去植物细胞壁的裸露细胞,称为原生质体。 二、问答题
1. 原生质体具有哪些特点?
答:(1)无细胞壁障碍,能摄取DNA、质粒、病毒、细菌、 细胞器等外源物质,是植物细胞工程进行遗传操作、基因转移的良好材料。 (2)具有全能性,可再生细胞壁并再生成完整植株;
(3)原生质体适合进行融合形成杂种细胞。能克服不同种细胞的不亲和障碍,培育新品种。
2. 试述原生质体的分离纯化的方法。 答:分离方法:机械分离法,酶解分离法 纯化方法:A、过滤-离心法
采用40 ~ 100μm的网筛过滤,在适当溶剂内低速离心使原生质体沉于离心管底部,反复3 ~ 4次。 B、漂浮法
具有一定渗透压(25%蔗糖)的溶液中漂浮,然后用吸管收集。 C、沉降法和漂浮法结合
将原生质体酶解液低速离心,将沉降得到的原生质体重新悬浮于纯化液(含21%蔗糖)中,吸收表面的原生质体,重新悬浮,洗涤,重复两次以上。 4. 试述原生质体鉴定与活力测定方法。
答:原生质体鉴定:低渗爆破法:原生质体 低渗溶液
显微镜观察:无形、有形
荧光染色法
原生质体的活力测定:1)染色法:
? 用0.1%酚藏花红染料法——无色是活的,红色是死的。 ? 伊文思兰染色法——无色是活的;蓝色是死的。 ? 用荧光素双醋酸酯(FDA)染色法——在荧光显微镜下 观察到带有荧光的是有活力的原生质体。
1
2)胞质环流法:显微镜下观察:有胞质环流的是有活力的。
3)渗透压变化:放入低渗透压的溶液中,体积会膨胀。放入高渗透压的溶液中,体积会缩小,这样的是有活力的原生质体,体积不变的死亡的。 4)氧电极法:有活力的在光照下放出氧气,在无光照下呼吸而耗氧。 3. 原生质体再生为完整植株的过程。
答:
再结合书答。
4,如何获得原生体,并通过原生质体培养获得完整的再生植株? 3..试述原生质体变异的途径。
答:自发突变 原因:染色体结构变异或数目变异基因突变 原生质体诱变 结合书
第七章 细胞融合与体细胞杂交
一、名词解释
细胞融合:又称细胞杂交(cell hybridizaion):用人工的方法使两个或两个以上的细胞融合成一个细胞的技术。
体细胞杂交:将不同来源的体细胞融合并使之分化再生、形成新品种的一种技术。 同核体:基因型相同的细胞融合成的融合细胞。 异核体:来自不同基因型的融合细胞。 对称融合:即两个完整的细胞间的融合。
2
不对称融合:利用物理或化学方法使某亲本的核或细胞质失活后再与另外一个 完整的细胞进行融合。
合核细胞:含有多个核的异核细胞合并后形成的单核细胞。 嵌合细胞:发生了细胞质融合的融合细胞。 嵌合植株 二、问答题
1.简述细胞融合的步骤。(生物法、物理法)
答:细胞融合的步骤:①两原生质体或细胞互相靠近; ②质膜融合形成细胞桥;③胞质渗透;④细胞核融合。 2. 试述细胞融合的方法及各自的特点。
答:①生物法 特点:要提前大量培养病毒,灭活后才能作为融合剂使用,操作繁琐,灭活不充分的话,病毒还可能感染操作者与亲本细胞。
②化学法 特点:融合成本低,不需特殊设备,产生的异核率较高,融合过程不受物种限制。但融合过程繁琐,PEG可能对细胞有毒害。 ③物理法——电融合法
特点:融合效率高、操作简便、易于控制、重复性强、对细胞伤害性小。 3. 试述化学法进行细胞融合常采用的诱导剂。 答:NaNO3诱导融合 高pH值的高Ca2+诱导融合
聚乙二醇(PEG)诱导融合 高pH值、高Ca2+的PEG诱导融合 4. 试述PEG促使细胞融合的可能机制。
答:PEG的作用机理: 由于PEG分子具有轻微的负极性,故可以与具有正极性基团的水、蛋白质和碳水化合物等形成H键,从而在在质膜之间形成分子桥,其结果是使细胞质膜发生粘连进而促使质膜的融合;另外,PEG能增加类脂膜的流动性,也使细胞的核、细胞器发生融合成为可能。 5. 试述体细胞杂交的意义(作用)及过程。
答:①可以避开生殖细胞的受精过程,从而在亲缘关系较远的物种间实现基因转移,创造出自然界中没有的新物种。
②创造细胞质杂种。在体细胞杂交中双亲的细胞质都有一定的贡献。有可能通过细胞融合获得细胞核、叶绿体、线粒体基因组的不同组合。 体细胞杂交的过程(步骤):
3
? 亲本选择; ? 原生质体制备; ? 原生质体融合;
? 融合细胞(杂种细胞)筛选; ? 融合细胞(杂种细胞)的培养 ? 由愈伤组织再生植株; ? 杂种植物鉴定。
6. 为什么体细胞杂交(融合)后要进行筛选?如何筛选杂种细胞? 答:杂种细胞选择的方法
互补选择法(遗传和生理生化特性):①抗药性筛选法:利用细胞对药物敏感性差异筛选融合细胞。
②营养互补筛选法:细胞在缺乏一种或几种营养成分时不能生长繁殖,即属于营养缺陷型细胞。 可见标记法:
③物理特性筛选法:利用细胞在形态、大小、颜色上的差别可以在倒置显微镜下用微管将融合细胞吸取挑选出来,也可以采用离心方法分离融合细胞。 ④荧光标记法:采用不同的荧光染料分别标记两个亲本细胞,这样融合细胞内存在两种荧光标记,可以在荧光显微镜下挑选分离或用流式细胞仪分离。 7.如何鉴定杂种植物。
答:形态学鉴定:根据茎、叶、花等组织的形态、颜色来鉴别杂种。两亲本的亲源关系较远时,杂种植物的形态倾向于亲本之一,但存在差异。
细胞学鉴定:原生质体融合的亲本材料一般为二倍体,杂种细胞的染色体应该为双二倍体。如果亲本的亲源关系较远,染色体差异会较大;同时,杂种细胞中一亲本的染色体可能会受到另外一亲本的排斥,可能会产生大量非整倍体。因此可以从杂种植物染色体的形态、大小和数目上鉴定是否是杂种植物。
同工酶(isoenzyme)鉴定:原理:根据亲本和杂种植物的同工酶谱的差异来鉴别杂种植物。杂种植物的同工酶谱是双亲本酶谱的总和,表现为条带增多、酶带颜色加深、宽度加大,有时还出现两亲本都不具有的新谱带或者丢失部分亲本酶带。
4
DNA分子标记鉴定 DNA分子标记鉴定:是在分子水平对亲本和杂种植物遗传性状差异进行鉴定,能正确揭示出生物个体间核苷酸序列的差异。
第八章 多倍体与单倍体植物
一、名词解释
染色体工程: 是人们按照一定的设计,有计划地消减、添加或代换同种或异种染色体从而达到定向改变遗传性状和选育新品种的一种技术。 单倍体 多倍体 同源多倍体:染色体组来源相同的多倍体 异源多倍体:染色体组来源不同的多倍体
二、问答题
1.试述多倍体植物的特点。 答:形态上的巨大性
? 育性差,结实率低——同源多倍体
? 抗逆性强:抗病、抗旱、耐寒 如三倍体甜菜比较耐寒
? 营养成分高:糖类、蛋白质及其它产物的含量也有所提高,如四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体的品种几乎增加了一倍。三倍体甜菜含糖量高。
2.试述多倍体培育的方法。
自然诱导
途径
有性杂交
物理因素诱导 化学因素诱导
人工诱导
答:
①物理诱导法:温度骤变,机械创伤,电离和非电离辐射,离心力等 ②化学诱导法:
5