原生质体技术与观赏植物育种

原生质体培养和植株再生技术在观赏植物育种中起重要作用。原生质体的来源、原生质体的分离、培养基的成分、培养方法等,都对原生质体的培养有重要影响。近年来,观赏植物原生质体在细胞融合、遗传转化上有了一定发展,为创造观赏植物新种质提供了新途径和方法。     

冰糖橙叶肉和愈伤组织原生质体分离期间 氧化胁迫的比较分析

通过测定原生质体分离过程中超氧阴离子自由基(O_2~(·-))产生速率、丙二醛含量、超氧物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性、还原型谷胱甘肽含量以及抗坏血酸含量的变化,以探讨柑橘不同来源原生质体再生能力差异的机制。结果表明,在原生质体分离过程中,不能再生的冰糖橙叶片原生质体O_2~(·-)产生速率和MDA积累量在同一酶解时间均较愈伤组织高;愈伤组织原生质体酶解过程中SOD活性的变化趋势与O_2~(·-)产生速率趋势基本一致,即逐渐增加,而叶片原生质体在酶解12 h后SOD活性显著下降;在酶解后的同一时间点,愈伤组织原生质体CAT活性总是显著高于叶片原生质体,愈伤组织原生质体GSH和AsA含量也总是高于叶片。柑橘不同来源原生质体再生能力存在差异,其原因可能与原生质体分离过程中活性氧(AOS)、保护酶和抗氧化物质的代谢平衡有关,即与AOS产生与清除之间的平衡有关。     

棉花真叶原生质体分离及瞬时表达体系的优化

【目的】真叶细胞能模拟植物内源条件,建立基于棉花真叶原生质体的高效瞬时表达体系,为快速有效研究棉花基因功能提供方法。【方法】以陆地棉TM-1真叶为材料,采用常用的纤维素酶和离析酶组合分离原生质体,探究影响原生质体分离的叶龄、渗透压、酶解液成分和酶解时间,及渗透压和酶解时间对原生质体活力的影响,并分析渗透压、PEG浓度和培养液种类对原生质体瞬时转化的影响,进而优化棉花真叶原生质体瞬时表达体系。构建GhLTP-GFP表达载体,对比融合蛋白在拟南芥、棉花原生质体和烟草表皮细胞中的亚细胞定位,验证该体系。【结果】不同于棉花子叶,酶解液中高浓度CaCl₂会显著抑制真叶细胞壁的酶解,含10 mmol·L^-1 CaCl₂的酶解液能有效分离棉花真叶原生质体。甘露醇显著影响原生质体得率,含0.5 mol·L^-1甘露醇的酶解液分离原生质体得率最高,且细胞形态维持较好,而0.4 mol·L^-1甘露醇条件下原生质体活力降低一倍,表明0.5 mol·L^-1甘露醇能较好维持棉花真叶原生质体渗透压。陆地棉刚展平的真叶分离所得原生质体大小合适,而展平后的嫩叶分离得到的原生质体细胞较大,得率降低一倍。酶解处理7 h前,原生质体游离缓慢,酶解9 h原生质体产量达到高峰,继续酶解原生质体将破裂,得率降低。在等渗条件下用40% PEG4000转化所得原生质体,转化效率最高,而普遍采用的低渗条件不利于棉花真叶原生质体的转化。转化后,用WI溶液继续培养原生质体,会引起原生质体的大量破裂,用含0.5 mol·L^-1甘露醇的W5溶液继续培养,有利于原生质体形态的维持,转化率提高到90%。表达载体35S:GhLTP-GFP分别转入棉花、拟南芥原生质体和烟草表皮细胞,GFP信号在细胞中的定位结果一致。 【结论】建立的棉花真叶原生质体瞬时表达体系,可获得8.10×10⁶个/mL活力在95%以上的高质量原生质体,原生质体得率提高8倍,转化效率达到90%,可用于亚细胞定位、蛋白互作,以及代谢调控网络研究等。     

植物原生质体技术及其应用

原生质体技术是在原生质体分离基础上,进行一系列技术操作,包括原生质体融合、遗传转化、植株再生等.原生质体技术为细胞杂交,新品种培育,及其与有关的细胞、分子和遗传等学科的交叉渗透,提供一种使用范围广、可行性强的技术体系.阐述了植物原生质体的分离培养、遗传转化等关键技术及其应用,认为原生质体技术在高等植物遗传性状的改良及生产实践中有着广阔的应用前景.     

不同质膜稳定剂对烟草原生质体细胞壁再生的影响

质膜稳定剂能增加完整原生质体数量,防止质膜破坏,促进原生质体细胞壁再生和细胞分裂形成细胞团。本研究拟在原生质体酶解液中分别加入CaCl2.2H2O、KH2PO4、MES 3种质膜稳定剂,或3种质膜稳定剂组合分离、提纯、培养原生质体,探讨3种质膜稳定剂对烟草原生质体细胞壁再生的影响。结果表明:3种质膜稳定剂对于解离出的原生质体的质量及原生质体细胞壁再生和原生质体细胞分裂都有一定影响,最佳浓度分别为CaCl2.2H2O 10 mM、KH2PO40.7 mM、MES 5 mM;3种质膜稳定剂组合以CaCl2.2H2O 5 mM、KH2PO40.35 mM与MES 2.5 mM的组合最佳,原生质体壁再生率达88.5%,细胞分裂率达77.5%,表明能最快促进烟草原生质体细胞壁再生及细胞分裂生长。     

普通小麦和黑麦草原生质体电融合的适宜条件

研究了普通小麦(Triticum aestivum L.)、多花黑麦草(Lolium muiriflorum Lam.)和多年生黑麦草(Lolium perenne L.)原生质体电融合的适宜条件。结果表明:在同一电场条件下,不同物种原生质体的电融合反应有差异,在500kHz、100V/cm交流脉冲和1.5kV/cm、40μs直流脉冲下,原生质体排列成串,小麦、多花黑麦草和多年生黑麦草原生质体融合频率分别为80％,60％,30％;电场参数中的场强和直流脉冲幅宽对原生质体融合频率影响较大;融合液中CaCl_2浓度以0.5～1mmol/L为宜;渗透压较低的融合液有利于原生质体融合;在适宜的电脉冲处理后,原生质体存活率与对照相似,经融合处理的原生质体培养一个月后,其植板率有所提高。     

响应面法优化平菇单核原生质体的制备及再生技术

为了提高平菇原生质体融合育种效率,本研究通过构建基于原生质体产量及单核原生质体再生率的响应面模型,优化平菇原生质体制备体系。以平菇菌株黑平16-1为试材,分别通过单因素试验考察菌丝菌龄(3～6 d)、酶液浓度(0.5%～2.0%)、酶解温度(28～34℃)和酶解时间(3～6 h)对原生质体制备及再生率的影响,并在单因素试验基础上,设计4因素3水平的响应面试验,建立各因素与响应值(原生质体产量和单核原生质体再生率)之间的数学模型,确定原生质体制备及单核原生质体再生的最佳提取工艺。结果表明,最佳提取工艺为菌龄4 d、酶液浓度1.51%、酶解温度28.3℃、酶解时间3.7 h,在此条件下平菇原生质体产量和单核原生质体再生率分别为(2.25±0.21)×107个·mL~(-1)和(6.80±0.42)%,与模型预测值接近(2.27×107个·mL~(-1)和6.83%),方程拟合度良好,该方法适用于对平菇原生质体的制备及单核原生质体再生条件的参数优化。     

小立碗藓原生质体细胞壁再生过程观察

[目的]小立碗藓具有遗传背景清楚、活体观察方便、生活史短、再生能力强等特点,是研究发育的理想模式植物.[方法]应用0.5％的崩溃酶将生长7d的原丝体酶解,得到新鲜原生质体,先过滤再用8％的甘露醇洗涤,在含有为8％的甘露醇的BCDA液体培养基内培养2d和4d.采用新鲜原生质体、再生2d和再生4d的原生质体作材料,使用透射电镜,观察不同时期原生质体的细胞壁再生过程,并运用实时荧光定量PCR技术分析了细胞壁再生相关基因的表达.[结果]研究结果表明,原生质体培养2d后开始有微纤丝发生,在原生质体培养4d时形成细胞壁结构,细胞开始进行分裂.分析细胞壁再生相关基因的表达量,发现在新鲜原生质体中基因表达量最低,原生质体培养2d和培养4d后,基因表达量均比在新鲜原生质体中的表达量高.[结论]小立碗藓原生质体在液体培养基中培养2d微纤丝发生;原生质体培养4d形成完整的细胞壁结构.     

植物原生质体分离及其瞬时转化的应用

原生质体已被广泛应用于亚细胞定位、基因表达分析、蛋白-蛋白互作、基因编辑等方面。笔者总结了酶解法分离植物原生质体的影响因素,电穿孔和PEG介导的方法对原生质体瞬时转化效率的影响和瞬时转化的应用。植物的种类、不同的PEG浓度、转染时间、DNA浓度和原生质体数量都会影响PEG介导法对原生质体瞬时转化效率。电穿孔法必须在脉冲电压、脉冲长度、脉冲数、细胞数、DNA浓度都适宜的条件下才能达到最佳转化效率。本文为更多植物原生质体分离体系和瞬时转化体系的建立提供参考。     

红酵母原生质体制备和再生条件研究

［目的］初步探讨红酵母原生质体制备和再生的条件。［方法］以红酵母为试材,研究渗透压稳定剂pH值、酶浓度、酶解时间、预处理时间4个因素对红酵母原生质体制备率和再生率的影响。［结果］pH值在6.5～7.0,原生质体的制备率和再生率随着渗透压稳定剂pH值的升高而上升。当酶浓度从0.2%上升到1.0%时,原生质体制备率上升较快,而原生质体再生率下降较慢。随着酶解时间的增加,原生质体的制备率逐渐增加,而原生质体的再生率逐渐下降。在5～15 min,原生质体制备率和再生率均随着预处理的时间的增加而降低。［结论］当渗透压稳定剂pH值为7.0,蜗牛酶酶浓度为1.0%,酶解时间为60 min,预处理时间为5 min时,原生质体的制备率和再生率能分别达到较高的值。     

一株木霉菌SWFC1511原生质体形成及再生条件的研究

研究了一株木霉菌SWFC1511菌株原生质体的制备及再生条件,并观察其原生质体释放过程。结果表明:木霉菌SWFC1511原生质体制备的最佳条件为:菌丝培养20 h后,用比例为1∶3的2%溶菌酶与2%蜗牛酶为酶解液,在35℃下酶解3 h后,原生质体的产量较高。所形成的原生质体在再生培养基1上的再生率较高。     

培养条件对大白菜无菌苗叶肉原生质体培养的影响

以市售栽培品种城青2号、高脚白大白菜无菌苗叶肉原生质体为材料,分别就激素、原生质体的培养密度、培养方式、多胺类物质对细胞分裂频率以及后期发育的影响进行了系统的研究.还探讨了在原生质体培养10天后加入提高了pH值的培养液来控制细胞褐化的可能性.     

植物原生质体顽拗现象及其生理和遗传基础研究进展

利用原生质体进行生物技术育种的先决条件是其能再生完整植株,但目前一些基因型植物原生质体的培养仍然未获得成功.综述了植物原生质体顽拗现象,并从原生质体分离和培养过程中的氧化胁迫、原生质体再生能力差异的分子机制方面对与该现象有关的生理和遗传基础研究进展进行了综述.     

药用植物青天葵叶片原生质体的制备与纯化

[目的]研究青天葵原生质体的制备与纯化方法。[方法]以青天葵新鲜叶片为试验材料,以青天葵叶片原生质体产量及原生质体存活率为考察指标,研究了预处理、酶解方式、酶解温度、离心转速、光照、筛网目数等因素对青天葵原生质体分离纯化效果的影响。[结果]适宜青天葵叶片原生质体游离的条件是用浓度13%甘露醇溶液预处理叶片1 h、酶解温度（25±1）℃、黑暗、静置;原生质体纯化采用离心沉淀法,以200目筛网过滤后离心8 min（800 r/min）,操作2次,可得到大量完整清晰、细胞碎片少的原生质体。[结论]该方法获得了制备青天葵原生质体的理想条件与参数,为建立青天葵原生质体再生体系提供了依据。     

酶解条件对黄瓜原生质体分离效果的影响

[目的]研究黄瓜原生质体分离的最佳酶解条件.[方法]以黄瓜子叶和悬浮细胞为材料,研究不同酶解条件对其原生质体的分离效果的影响.[结果]黄瓜子叶获得高质量的原生质体的最佳条件为：酶液组合2％纤维素酶＋1.0％果胶酶,酶解时间8h,酶液浓度0.7 mol/L,酶液pH 5.5.[结论]该试验研究了不同酶解条件对黄瓜原生质体的分离效果的影响,为黄瓜的进一步开发利用提供依据.     

菌核侧耳原生质体制备再生的研究

采用正交试验法,对菌核侧耳原生质体制备再生条件进行优化。结果表明,菌核侧耳原生质体制备最佳条件为:取培养3d的菌丝体,以0.6mol·L-1甘露醇作为渗稳剂,在1.5%溶壁酶的酶液中,30℃酶解1h,其原生质体得率最高,可达1.19×107。最佳再生条件为:取培养9d的菌丝体,利用0.6mol·L-1的蔗糖作为渗稳剂,在1.0%L+2.0%C+1.0%S的酶液中,36℃下酶解4h,其原生质体的再生率最高,可达2.43%。     

石斛兰叶片原生质体分离条件研究

[目的]探讨了石斛兰原生质体分离过程中的影响因素,建立最佳的原生质体制备体系。[方法]以石斛兰叶片为材料,采用正交设计研究纤维素酶浓度、酶解时间、温度、pH值以及甘露醇浓度对石斛兰原生质体分离的影响。[结果]以3%纤维素酶R-10＋0.6%果胶酶Y-23为混合酶液,0.5mol/L甘露醇为渗透压稳定剂,在26℃的黑暗条件下,pH值为5.4的酶液组合中,黑暗条件下振荡,酶解15h,获得的原生质体产量最高。[结论]该制备体系为后续原生质体培养和体细胞杂交奠定良好的基础。     

蜗牛酶高效制备白色念珠菌原生质体的研究

为了寻求以蜗牛酶经济高效的白色念珠菌原生质体的制备方法,以白色念珠菌为材料,研究了菌龄、预处理剂、酶浓度、作用时间、高渗稳定剂等因素对原生质体制备率和再生率的影响。结果表明,以蜗牛酶制备白色念珠菌原生质体的最佳菌龄是培养10～14 h的菌体,最佳预处理剂配方为50 mmol/L Tris(pH8.0)、50 mmol/L EDTA和5%巯基乙醇,1%蜗牛酶在37℃酶解1 h原生质体制备率可达90%以上,此原生质体采用夹层平板培养法在0.7 mol/L NaCl高渗培养基中培养,再生率最高可达95%。本研究表明单独用蜗牛酶高效制备高质量的白色念珠菌原生质是可行的。     

层出镰孢菌原生质体制备条件的研究

[目的]研究层出镰孢菌(Fusarium proliferatum)原生质体的最佳条件,建立高效制备层出镰孢菌原生质体制备的方法.[方法]通过对菌丝体菌龄、酶解液组合、酶解反应温度及酶解时间等影响因素进行优化,对层出镰孢菌原生质体的制备条件进行研究.[结果]菌块在CMC液体培养基中25℃培养分生孢子3 d后,过滤离心后转移至YEPD液体培养基中培养12 h,该菌丝最适于层出镰孢菌原生质体的制备;用1.2 mol/L KCl溶液配制含有5 mg/m L裂解酶、25 mg/m L崩溃酶、0.05 mg/m L溶壁酶的酶解液在30℃下对菌丝酶解1.5 h,此时原生质体的数量最大,为2.47×10~9个/m L.原生质体再生培养时,使用40%PTC溶液恢复细胞壁,在TB3液体培养基中30℃过夜培养,离心后与TB3固体培养基混合后倒入平板培养,原生质体再生率可达39.75%.[结论]通过对菌丝体菌龄、酶解液浓度、温度、酶解时间等条件的优化,可提高层出镰孢菌原生质体的产量及再生率,为进一步研究层出镰孢菌致病分子机制提供理论依据.     

白平菇细胞工程菌株的耐热性研究

将通过原生质体再生技术制备的19株白平菇细胞工程菌株,分别在20、25、30和35 ℃中培养.结果表明,有6株细胞工程菌株表现出了比出发菌株较高的耐热能力,同时,所有的菌株在20、25和30 ℃下均能生长,而在35℃条件下菌丝只能萌发,不能生长.经进一步的耐热性菌株的筛选,选育出了一株较耐热的菌株P484.