植物细胞融合(实验)(精选)
第四章细胞融合
2、细胞融合的基本过程
（1）细胞在促融剂或正弦电场 作用下凝集，彼此靠近； （2）两个相邻细胞之间的质膜 相互融合，随后两个亲本细 胞质膜上的受体、糖蛋白、 糖脂等质膜成分也在融合后 的质膜上重新分布； （3）细胞质发生融合； （4）细胞核融合，形成单核融 合细胞。
动植物细胞的融合过程
植物细胞融合过程
生物种类细胞来源成功年代烟草两个种间苷蓝青菜大豆马唐草矮牵牛龙面花大麦花生大麦大豆小麦矮牵牛油菜大豆油菜大豆玉米大豆大豆野豌豆大麦蚕豆大豆草香木犀酵母菌鸡大豆烟草大豆秋水仙人胡萝卜番茄马铃薯人小鼠叶叶叶根愈伤组织叶叶花瓣种子种子叶悬浮细胞叶花瓣叶悬浮细胞叶悬浮细胞叶悬浮细胞悬浮细胞悬浮细胞叶根悬浮细胞叶原生质体血红细胞悬浮细胞叶悬浮细胞叶腹水癌细胞原生质体叶根尖纤维肉瘤细胞畸胎瘤细胞1972197219721972197219721972197219721972197219721972197219721972197219721972几种细胞融合成功的例子植物融合细胞成长状态对比右瓶为地面融合的细胞左瓶中为太空微重力环境下融合的细胞动物细胞融合实验使用的小白鼠白化豚鼠hartley豚鼠?4意义和应用?1可以避开生殖细胞的受精过程在亲缘关系较远甚至毫无亲缘关系的物种间实现基因转移创造出自然界中没有的新物种
（1）将两种不同亲本细胞各5×l06混匀； （2）离心沉淀，吸去上清液； （3）加1ml 50％PEG溶液，用吸管吹打，使之与细胞接触1分钟；
（4）加9ml 培养液，离心沉淀，吸去上清液；
（5）加5ml 培养液，分别接种5个直径60mm平皿，每个平皿加培养 液至 5ml，37℃的CO2培养箱中培养。
叶——叶 叶——根 愈伤组织——叶 叶——花瓣 种子——种子 叶——悬浮细胞 叶——花瓣 叶——悬浮细胞 叶——悬浮细胞 悬浮细胞——悬浮细胞 叶——根 悬浮细胞——叶 原生质体——血红细胞 悬浮细胞——叶 悬浮细胞——叶 腹水癌细胞——原生质体 叶——根尖 纤维肉瘤细胞——畸胎瘤细胞
植物实验(一)植物细胞与细胞后含物
（三）植物细胞后含物 ——1.观察马铃薯淀粉粒
淀粉粒在形成 时，先从一个 点（脐点）开 始，向外层层 沉积，形成许 多同心的层 次——层纹 （直链淀粉和 支链淀粉交替 沉积而成）。
淀粉粒的形式
【操作】
切取马铃薯一小块，用刀片刮少许混浊 液，置于载玻片上，或用马铃薯块直接 涂片，加蒸馏水一滴，盖上盖玻片。
【操作】
2.水合氯醛透化装片：在载玻片中央加水 合氯醛试液1-2滴，用牙签挑取半夏粉末 适量，置于水合氯醛试液中，拌匀，置 酒精灯上微热，并用牙签不断搅拌，稍 干（切勿烧焦），离火微冷，再上法处 理1-2次，最后滴加稀甘油，盖上盖玻片。
半夏草酸钙针晶：存在于薄壁细胞中，成束或散在，针晶 束呈淡黄色或深灰色，散在的则无色透明，有较强的折光 性。
（二）植物细胞基本结构
显微镜下的植物细胞构造
细胞壁 细胞 细胞核
叶绿体 质体 白色体
细胞质
有色体
液泡
（二）植物细胞基本结构 ——1.观察洋葱鳞叶表皮细胞
【操作】制作临时装片
取载玻片和盖玻片各一片，擦净，取蒸馏 水一滴置于载玻片中央，备用。撕取表皮 （约5mm×3mm）→90%酒精固定→置 于水滴中展平→盖上盖玻片，将标本片置 显微镜下观察 。
Байду номын сангаас
【观察】
（三）植物细胞后含物 ——2.观察半夏淀粉粒和草酸钙针晶
草酸钙结晶类型：蔟晶、针晶、方晶、砂晶、柱晶。
簇晶─ ─由许多单晶联合而 成的复式结构，呈球形。
针晶─两端尖锐的针形，常 聚集成束。
【操作】
1.用牙签挑取少许半夏粉末，置于载玻片 的蒸馏水滴中，搅匀，盖上盖玻片，将标 本片置显微镜下观察。
普通光学显微镜 的结构
04-植物原生质体的制备及融合-卢文
原生质体的制备及融合生31 卢文2003012377一、实验目的：a)学习植物原生质体的分离制备技术，观察原生质体形态。
b)学习植物原生质体的融合技术，观察融合原生质体时其形态及变化。
二、实验原理：详见讨论。
三、实验用品：显微镜、擦镜纸、剪子、镊子、小平皿、吸管、直式漏斗、300目尼龙网、10ml离心管、载玻片、盖玻片。
四、试剂：a)洗涤液：甘露醇0.6MCaCl2·2H2O 8mMNaH2PO4·H2O 2mMpH=5.6b)酶混合液：纤维素酶1%果胶酶0.5-0.7%甘露醇0.6MCaCl2·2H2O 8mMNaH2PO4·H2O 7mMMES 3mMpH=5.6c)PEG溶液：PEG-6000 40%CaCl2·2H2O 3.5mMKH2PO4·H2O 0.7mM葡萄糖0.3mMpH=5.8d)高Ca，高pH洗涤液：CaCl2·2H2O 100mMTris 50mM山梨醇100mMpH=10.5e)蔗糖溶液：20%五、实验步骤：a)原生体的制备i.将新鲜花瓣用蒸馏水洗干净，用滤纸吸干表面水分。
ii.用尖头镊剥去木料的下表皮或将其剪成小细条，加入几滴酶液恒温振荡半小时。
iii.酶解好的原生质体混合液经300目尼龙网过滤到10ml离心管，加入少量洗涤液定容至4ml，此时，未被酶解的大块组织留在尼龙网上。
iv.500rpm离心5分钟，弃去上清液，加洗涤液至约2ml吹打均匀。
500rpm5min重复离心一次，彻底去除酶液。
v.加8滴洗涤液，悬浮原生质体。
vi.镜检，检察原生质形态和浓度，看看是否有碎片，本试验中碎片较少，故未做蔗糖漂浮。
b)PEG融合：i.在小平皿内各滴三滴原生质体悬液，静置沉淀。
ii.各缓缓滴加一滴PEG在其中两滴原生质体悬液上，iii.在另一滴上滴加一滴高Ca2+高pH洗液。
iv.镜下观察，1-2分钟后，在原先加入PEG的一滴悬液上加入一滴高Ca2+高pH洗液。
(完整版)植物体细胞杂交技术
局限性：未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优
良。
原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、 相互影响的，不能再像亲本遗传物质一样有序表达，杂交植株 不能地上长番茄、地下结马铃薯。
现学现用
• 如何培育出地上结大豆地下结花生的杂种植株呢？
本节小结
一、植物体细胞杂交的概念
将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞， 并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
（6）从理论上讲，杂种植株的育性为 可育。 若运用传统有性杂交方法能否实现？不能 ， 原因是 因为不同种生物之间存在生殖隔离。 因此，这项研究对于培养作物新品种方面 的重大意义在于 克服远源杂交不亲和的障碍。 （7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物 新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循 孟德尔的遗传规律？为什么？ 否
植物体细胞杂交过程示意图
植 物 细 胞 去壁 等量
原
生 质
原 生 质
体体
融
合
再
愈
杂
生杂
伤
种
细 胞 壁
种 细 胞
脱 分
化
组 织
再 分 化
植 株
去壁 纤维素酶
离心、振 动、电刺
筛 选
激、
果胶酶
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ聚乙二醇
意义：克服远源杂交不亲和的障碍，培育出自然
界中没有的、具有优良品质的新品种。
白 菜
甘
蓝
白菜－甘蓝
生产周期短、耐热、易储藏
小试牛刀
2.植物体细胞杂交技术去除细胞壁的原因是 （C）
A、植物体细胞结构中不包括细胞壁 B、细胞壁使原生质体失去活力 C、细胞壁阻碍了原生质体融合 D、细胞壁不是原生质体的组成成分
植物体细胞融合技术
2.1．1植物细胞工程的基本技术--------植物体细胞融合技术学习目标1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
2、尝试进行植物组织培养。
学习重点1、植物组织培养的原理和过程2、植物体细胞杂交的原理一、 植物体细胞杂交技术1．概念：不同种植物的 ，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成新的 的技术。
2．过程 不同的植物体细胞果胶酶纤维素酶−−−→−不同细胞原生质体−−−→−人工诱导原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。
3．植物体细胞杂交步骤：(1)去掉细胞壁，分离出有活力的 ，目前最常用的去细胞壁的方法是酶解法，也就是在温和条件下用 、 去除植物细胞的细胞壁。
(2)不同植物体细胞原生质体融合，必须通过 法和 法来诱导融合。
方法有： 等促使原生质体融合。
化学法是用(PEG)作为诱导剂来诱导融合。
融合后再生出 。
(3)用植物组织培养方法进行培育，可得到杂种植株。
如图在此过程中需要注意的问题有：①植物体细胞杂交过程中，植物体细胞融合所依据的生物学原理是 ；植物组织培养的理论基础是 。
②体细胞融合成功以后，既有AB 型杂种细胞，还能形成AA 型和BB 型两种融合细胞，但只有AB 型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个 过程。
③目前常用的去除细胞壁的方法是 ，保证了原生质体活性。
植物体细胞融合完成的标志是新细胞壁的形成。
④植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为前提，通过植物组织培养完成杂种植株的培育过程。
⑤植物体细胞杂交的最大突破是克服远缘杂交不亲和的障碍，但是目前仍有许多理论和技术问题没有解决，离推广应用仍有一定距离。
【当堂检测】 1．不能．．用于人工诱导原生质体融合的方法是 （ ） A ．振动 B ．电刺激 C ．PEG D ．重压 2．与传统的有性杂交法相比，植物体细胞杂交的最大优点是 （ ） A ．可使两个亲本的优良性状组合到一起 B ．可以克服远缘杂交不亲和的障碍 C ．可以培育出高产性状明显的新品种 D ．可以降低生成成本，提高接济效益3．植物体细胞杂交的过程实质是 （ ）A ．细胞质融合的过程B ．细胞核融合的过程C ．细胞膜融合的过程D ．细胞原生质体融合的过程 4．原生质体融合后，需诱导产生细胞壁，参与此过程的细胞器是 （ ） A ．叶绿体、高尔基体 B ．线粒体、高尔基体 C ．叶绿体、线粒体 D ．线粒体、内质网 5．高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误．．的是 （ ）A ．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B ．该愈伤组织的细胞没有全能性C ．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞D ．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构 6．以下不能．．说明细胞具有全能性的实验是 （ ） A ．胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B ．紫色糯性玉米种子培育出植株 C ．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D ．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株7．植物组织培养过程中的脱分化是指 （ ）A ．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B ．未成熟的种子经过长期培养，培养出幼苗的过程C ．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程D ．取植物的枝芽培育成一株新植物的过程8．在脱分化形成愈伤组织的过程中，下列各项为非．必要条件的是（）A．培养基需要消毒灭菌B．给予适宜的温度C．给予充足的光照D．给予适宜的养料和激素9．通过植物体细胞杂交，获得一个杂种植株需要的步骤是（）A．分离原生质体→诱导原生质体融合→组织培养→得到杂种植物B．分离原生质体→原生质体直接融合→组织培养→杂种植株C．获取细胞→原生质体融合→组织培养→杂种植株D．获取细胞→原生质体直接融合→组织培养→杂种植株10．胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的（）A．愈伤组织B．再分化C．形成完整植株D．取离体组织11．利用植物的茎尖、茎段、花药、花粉等，在无菌的条件下，放在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株。
4.原生质体培养与细胞融合(植物组织培养)
原生质体培养与细胞融合第一节原生质体培养一、原生质体的培养概况1、概念：植物的原生质体：指除去细胞壁以后的裸露细胞。
原生质体培养：是将植物细胞游离成原生质体，在适宜的培养条件下，使其再生细胞壁，进而细胞进行持续分裂形成细胞团，进一步生长形成愈伤组织或胚状体，最后分化或发育形成完整植株的过程。
原生质体培养特点是：①比较容易摄取外来的遗传物质，如DNA；②便于进行细胞融合，形成杂交细胞；③与完整细胞一样具有全能性，仍可产生细胞壁，经诱导分化成完整植株。
原生质培养首先在烟草上获得成功。
2、原生质体培养的意义①比较容易摄取外来的遗传物质（壁中有活性很强的核酸酶）—研究植物原生质体培养和再生植株技术，有可能采用细胞遗传工程的方法培育出新品种。
②便于进行细胞融合，形成杂交细胞—可广泛地重组植物界优良遗传性状，创造新物种和新品种（如能固N的禾本科植物，高光效植物，高抗植物）③原生质体可作为遗传理论研究的材料—细胞生物学、植物生理学、遗传学、分子生物学等，如细胞起源、壁生物合成、胞间相互作用、不亲和性、激素作用机理等3、原生质体培养程序取材→预处理→分离→纯化→活力检测→培养→细胞壁再生→细胞分裂分化→愈伤组织→愈伤分化→再生植株取材：大田叶片（消毒灭菌）、无菌试管苗叶片、愈伤组织或悬浮细胞预处理：黑暗、低温、叶片萎蔫处理、预培养、和不同光质照射等，可提高原生质体产量和代谢活力。
二、原生质体的分离和纯化1 原生质体的分离叶肉组织是制备原生质理想的材料，遗传性状一致。
细胞壁主要成分是纤维素、半纤维素、果胶质等。
分离原生质的方法主要有以下两种：机械法和酶解法（1）机械法①首先将细胞放在高渗的糖溶液中（水势低），使细胞发生质壁分离（细胞失水），原生质体收缩成球状；②破碎组织，从伤口处可释放出完整的原生质体。
最早在19世纪末，利用机械法分离藻类原生质。
（缺点）获得的原生质体少、产生的原生质体的细胞类型受到限制。
一般取材局限于具有液泡化程度较大的细胞或长形细胞的组织。
植物细胞工程课件第五章细胞融合
• 用胰蛋白酶、机械法或二者兼用来分离细 胞，对其进行单层或悬浮培养，获得单个分 散的细胞。
5.3 细胞融合的方法
•自发融合 NaNO3 高pH-高Ca离子
仙台病毒
•诱发融合
PEG
电场
……
5.3.1 生物融合法-----仙台病毒法
• 病毒类是研究得最早的促融剂 • 疱疹病毒、天花病毒、副流感型 病毒、副黏液病毒等致癌、致病 病毒，都能诱导细胞融合
不对称杂种：亲本双方原生质体发生部分融
合，或发生了融合，但融合体在分裂过程中一
方的部分核或质被排斥，因而其体细胞染色体
数目达不到双亲之和。其外部形态呈双亲的中
间型或偏一方形态，一般表现为雄性器官退化，
正常花粉粒极少，育性低。
胞质杂种：携带一个亲本的核和两个亲本的
细胞质。
细胞融合的意义
• 实现远缘遗传重组 植 物
P1
融合液
P2
混合静止1min. P1 P2 加入PEG
选 择
融 合 加入稀释液
稀 释 加入培养基
培 养
洗 涤
洋葱根尖原生质体 （40×）
烟草叶肉原生质体 （40×）
烟草叶肉细胞和洋葱根 尖细胞原生质体融合
烟草叶肉和洋葱根尖细 胞原生质体的异源融合
原生质体的 诱导频率；同时 群体密度 与pH 值相关。
德国生理学家 Johannes Müller 1801-1858
• 毒性大，应用受到限制
• 1958 年 ， 日 本 学 者 冈 田 善 雄 （Okada）发现了HVJ病毒可促
进细胞融合。
• 仙台病毒（HVJ）毒力低，对人
的危害小
日本学者Okada
• 易被紫外线或 β －丙炔内酯所灭 活
植物细胞工程实验 (1)
植物细胞工程实验一 培养基母液的制备一、实验目的与意义学习和掌握培养基母液的配制方法。
在配制培养基前，为了使用方便和用量准确，常常将大量元素、微量元素、铁盐、有机物质、激素类分别配制成比培养基配方需要量大若干倍的母液。
当配制培养基时，只需要按预先计算好的量吸取母液即可。
二、实验器材电子天平（称量为0.0001g ）、电子天平（称量为0.01g ）、烧杯（500ml 、100ml 、50ml ）、容量瓶（1000ml 、100 ml 、50 ml 、25 ml ）、细口瓶（1000 ml 、100 ml 、50 ml 、25 ml ）、药勺、玻璃棒、电炉。
三、实验药品NH 4NO 3、KNO 3、CaCl 2·2H 2O 、MgSO 4·7H 2O 、KH 2PO 4、KI 、 H 3BO 3、 MnSO 4·4H 2O 、 ZnSO 4·7H 2O 、 Na 2MoO 4·2H 2O 、CuSO 4·5H 2O 、CoCl 2·6H 2O 、FeSO 4·7H 2O 、Na 2-EDTA·2H 2O 、肌醇 、烟酸、盐酸吡哆醇(维生素B 6)、盐酸硫胺素(维生素B 1)、甘氨酸。
四、实验步骤每种母液均配制500ml ，各成分的质量如下： 1、大量元素母液的配制表1 MS 培养基大量元素母液制备序号 药品名称培养基浓度（mg/L ）扩大20称量(mg)备注1 NH 4NO 3 1650 16500 蒸馏水定容至500ml2 KNO3 1900 19000 3 CaCl 2·2H 2O 440 44004 MgSO 4·7H 2O 370 37005 KH 2PO 41701700各成分按照表1培养基浓度含量扩大20倍，用称量为0.01g 的电子天平称取，用蒸馏水分别溶解，按顺序逐步混合。
后用蒸馏水定容到500ml 的容量瓶中，即为20倍的大量元素母液。