(第九章)第十章__体细胞无性系变异及突变体筛选演示文稿.ppt

第二节 植物细胞突变体的筛选一、细胞突变体的有关概念 4、突变体筛选 　指用分子生物学的知识，微生物学的研究方法，以植物细胞作为实验体系，大量筛选拟定目标的突变体，来改变植物遗传性状的一种方法。也就是说把植物细胞培养在附加一定化学物质的培养基上，用生物化学的方法，从细胞水平上大量筛选似定目标的突变体。 第二节 植物细胞突变体的筛选二、植物细胞突变体筛选的发展由来 　以细胞培养物作为操作对象进行突变体筛选研究是和组织培养技术的发展密切关联的。 　上世纪五十年代末期，揭示植物细胞全能性的技术完成后，使突变体的筛选工作可以在细胞水平上进行。以培养细胞进行突变体筛选研究工作始于1964年，由Tulecke(培莱克)首先从银杏花粉培养物中分离出需要精氨酸的细胞突变体。 　1970年，Carlson（卡尔森）、Heimer（海曼）和Binding（宾迪）等人分别从烟草和矮牵牛的细胞中分离出几种营养缺陷型细胞及抗苏氨酸和抗链霉素的细胞突变体，才逐渐拉开了筛选和利用细胞突变体研究之惟幕。 第二节 植物细胞突变体的筛选二、植物细胞突变体筛选的发展由来 　此后二十余年来，不断报道了具有各种明确目的性的细胞突变体的筛选研究，主要是各种抗性细胞突变体的筛选，如抗病、抗除草剂、抗（盐碱、酸壤、重金属离子、干旱、低温等）逆境的各种细胞突变体、营养缺陷型以及为提高细胞氨基酸的含量而进行抗氨基酸及其类似物的细胞突变体的筛选等等。 　至80年代，由于对筛选技术及表型变异传递规律和机理均有较深入的研究。因此，细胞突变体的研究获得几百个抗性变异株，分别属于14个科的44个种选择出来的211种表型（表14-5），其中各个种总共90个变异系表型能再生植株。 第二节 植物细胞突变体的筛选二、植物细胞突变体筛选的发展由来 可以认为，高等植物细胞突变体的筛选与利用的研究，是离体培养技术高度发展与细胞工程和分子遗传学高度结合的产物，是植物生物工程中创建新种质资源的一个组成部分。 第二节 植物细胞突变体的筛选三、利用培养的细胞诱变与筛选突变体的优缺点 1、优越性：（3点） （1）该系统提供大量可供选择各种变异类型的群体，筛选方便。 例如，在一个培养皿中可以也容易培养与处理5×105个细胞并从中筛选突变体，倘若在大田中种植相同数量的植株则需要0.6公顷的土地。（Scoworoft,1978） （2）诱变效率高，筛选的时间短。用植物细胞，特别是单倍体细胞，在细胞水平上直接诱发与筛选植物细胞突然袭击变体，不仅能应用微生物诱变与筛选的技术快速获得突变体，还能防止与限制形成嵌合体。有时可达到几乎是同质的水平。 第二节 植物细胞突变体的筛选三、利用培养的细胞诱变与筛选突变体的优缺点 　例如，WEBER和Lark(1979)仅7天就从大豆培养细胞中筛选出抗8-氮鸟嘌呤的突变体，而且从单倍体细胞还能较容易地筛选出隐性的突变。 （3）整体植物各种突变体是以观察可见特征为手段而鉴别。 　当突变是某些特异性无化功能改变时，一般不能进行有目的选择，因此在植株水平上研究突变的分子基础难以实现，只有在培养的细胞中选择突变体才有利于研究突变的分子基础。还可以从细胞突变体的细胞学与生物化学变化一直研究到再生植株性状的遗传与变异。 第二节 植物细胞突变体的筛选三、利用培养的细胞诱变与筛选突变体的优缺点 2、不利处：（3点） （1）在细胞水平上筛选的突变不一定都能在植物水平上表达； （2）与微生物相比，植物细胞群体增殖速率慢得多，需时长； （3）除原生质体和花粉粒外，难以得到完全是单细胞的材料。 　可以认为，高等植物细胞突变体的筛选与利用之研究，是离体培养技术高度发展与细胞工程和分子遗传学高度结合的产物，是植物生物工程中创建新种质资源的一个组成部分。 第二节 植物细胞突变体的筛选四、离体培养细胞突变体的判断标准和分类 　筛选出来的变异是能遗传的变异，抑或是性状不稳定的后生改变（epigenetix changes），这是突变性筛选方面必须搞清楚的问题。 1、判断标准： 　以Widholm(1977)和Maliga(1976)提出的判断标准综合为4点： （1）遗传方式：变异性状能通过再生植株有性传递给后代，这是突变最有力的证据。通常核DNA突变会产生孟德尔式分离，而叶绿体和线粒体DNA的突变则是母体遗传方式。 第二节 植物细胞突变体的筛选四、离体培养细胞突变体的判断标准和分类 （2）变异的频率：突变的频率一般都低于10-5（多位点的突变除外）。 （3）培养细胞在离开选择剂后的稳定性： 　在无选择压力的培养基上继代培养2~3代后原有变异仍不消失者，否则不是突变。 （4）具有与基因产物改变密切相关的生化机理： 　例如：通过一种酶的氨基酸顺序的改变，或是一种氨基酸生物合成