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第 18 卷第 3 期海南师范学院学报(自然科学版) Vol. 18 No. 3
2005 年 9 月 Journal of Hainan Normal University(Natural Science) Sep. 2005
植物原生质体培养与融合的研究进展
李春艳, 李妮亚, 陈少良
(北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083)
摘要:对原生质体的分离、培养、融合及植株再生方面进行了简要的论述. 并根据对有关
文献的分析,讨论了原生质体研究中存在的问题及今后的发展趋势,指出植物原生质体的游
离、培养和融合技术在近 20 多年来得到了迅速的发展,今后在进一步加强原生质体培养基础
理论研究的同时,重点放在利用原生质体融合技术进行遗传性状的改良,以获得优良性状的个
体并通过无性途径固定下来.
关键词:原生质体; 游离; 培养; 融合; 植株再生
中图分类号: Q 945 文献标识码:A 文章编号:1671 - 8747 (2005) 03 - 0020 - 05
原生质体是去除了细胞壁被质膜所包围的、具有生活力的“裸露细胞”,对它的研究,可追溯到 20 世纪
60 年代英国植物学家 Cocking[1] 用酶解方法降解细胞壁,获得了番茄根尖原生质体,自此原生质体的研究得
到迅速的发展. 1970 年 Nagata 和 Takeble[2] 首次报道烟草叶肉原生质体经分离、培养得到再生植株. Carlson[3]
于 1972 年利用原生质体融合技术从烟草中获得第一个种间杂种,可部分克服有性杂交不亲和性,获得体细
胞杂种,从而为创造和选育优良品种找到了一条新途径. 近年来,由于原生质体本身所具有的特点及其培养
技术与有关的细胞、分子和遗传等学科的交叉渗透,使植物原生质体的研究越来越受到重视. 研究领域也从
分离原生质体进行的生理生化和利用不同材料的原生质体得到再生植株的阶段转到原生质体的应用(尤其
是遗性状改良) 方面.
前人的研究表明,原生质体不仅可以作为一个单细胞系统来研究细胞壁再生、细胞分裂与分化、摄入细
胞器、病毒侵染机理、膜透性及离子转运等基础理论研究的理想材料;而且,近年来以原生质体为材料利用
膜片钳技术研究离子通道及原生质体在受光、胁迫和激素作用后的调剂机制已经成为人们所热切关注的问
题. 与此同时,原生质体也被用来作为研究植物细胞钙信号转导及其调节机制的理想材料[4 ,5] . 现在人们对利
用原生质体导入外源基因及原生质体瞬间表达系统在基因研究中的应用进行了大胆的尝试和实践,目前已
经建立对芹菜、玉米、胡萝卜、拟南芥和烟草等植物对不同的外界刺激下信号转导机制的研究[6] . 这对植物遗
传转化、性状改良等方面都具有深刻的指导意义[7 ,8] .
1 原生质体的游离
1. 1 游离材料
选择分离原生质体的适宜材料是分离原生质体成功的关键[9] ,主要包括基因型、材料的类型及材料的生
理状态等 3 个方面. 基因型直接影响原生质体的分离培养效果. 不同基因型分离的原生质体产量和活力差别
很大[10] ,并直接影响原生质体植株再生[11 ,12] . 同时起始材料及其生理状态对原生质体的制备和活力的影响
也很大[13] . 叶片可以得到大量比